خورشیدی: ژان لوک پرییر، تولید هیدروژن خورشیدی

12.2 HYDROGEN (روغن تمیز فردا) (1)

هیدروژن در دمای اتاق به صورت گازی است و یا مایع در زیر -253 ° C (LH2).
مقدار انرژی آن در فشار ثابت: 34 000 Kcal در برابر 10 000 Kcal برای یک فرآورده نفتی (بنزین ، روغن سوخت) به عنوان مثال در هوانوردی ها افزایش وزن قابل توجهی اما حجم بیشتری را به همراه دارد.

هیدروژن سمی نیست ، اما یکی از رایج ترین بدنهای مجرد در طبیعت است.
سبکی بسیار زیاد هیدروژن (15 برابر سبک تر از هوا: تراکم 0,0695 در مقایسه با هوا) باعث تخلیه سریع نشت های احتمالی می شود ، بنابراین خطر کمتری دارد. بعداً آنالیز امنیتی را با جزئیات انجام خواهیم داد.

هیدروژن دارای هدایت حرارتی هفت برابر بیشتر از هوا است ، به همین دلیل برای خنک کننده ژنراتورهای بزرگ استفاده می شود. PH2 دیامغناطیسی است (دفع آهن ربا) ، ویسکوزیته نیمی از هوا کمتر است و به طور خودبخود از 585 ° C مشتعل می شود.
(540 ° C برای متان و فقط 228 در دمای 471 C برای بنزین).

برخلاف بسیاری از گازها ، هیدروژن گرم می شود اگر آرامش آن خیلی سریع انجام شود.

H2 به صورت تجاری (کمپانی Air-Liquide ، Carboxyde فرانسه) در سیلندرهای تحت فشار در 196 بار در حالت گازی در سه دسته فروخته می شود: H2 نوع R با نرخ> 99,95٪. H2 نوع U با نرخ> 99,995٪ ؛ H2 نوع N55 با نرخ> 99,9995٪ و هیدروژن صنعتی.

دو دسته اول نیز با فریم های 270 m3 یا نیمه تریلر 2 000 m3 در میله های 196 در دسترس هستند. هیدروژن مایع (LH2) در ظروف لیترهای 5 ، 10 100 با محافظ ازت بدون فشار ، یا در مخازن لیترهای 800 در میله های 2,9 یا 10 یا توسط تریلرهای نیمه لیتری 10 000 در نوار 0,85 موجود است.

(1) "اصلاح" کاتالیزوری یک هیدروکربن؛ راه حل فعلی که به 20 میلیون تن هیدروژن در سال در جهان می دهد ، اما برای آینده گران و بی ربط است زیرا در ابتدا روغن می گیرد ...

(2) توسط بیوسنتز: بازده کم است اما مطالعات در حال انجام است.

(3) با الکترولیز آب با ایستگاه های الکترو خورشیدی.

الف) الکترولیز از طریق غشایی که از طریق آن یونها در محل اسیدی رد و بدل می شوند.

ب) الکترولیز دمای پایین در یک محیط قلیایی.

در حال حاضر الکترولیزر وجود دارد که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد و قادر به تولید هیدروژن 750 m3 در هر ساعت است: شدت آمپر 6 600 ، ولتاژ ولت 540.

شکل 2. سیستم الکترولیز فشار برای هیدروژن 5 100 m3 N / h. (سند لورگویی).



شکل 3. ترتیب سلولهای الکترولیزی تحت فشار. (سند لورگویی).



انرژی مورد نیاز از 4,3 به 4,7 kWh در هر محصول M است که مربوط به بازده تبدیل 50٪ است.

از طرف 1948 ، شرکت Lurgi (1) موفق به ساخت الکترولیزورهای صنعتی با توان تولید هیدروژن در فشار میله های 33 شد که غالباً با استفاده از فشرده سازی بعدی همانطور که در یک الکترولیز معمول ضروری است ، حل می شود.

در مورد آمریکایی ها (شرکت جنرال الکتریک (2)) ، آنها برای تولید هیدروژن با استفاده از نیروگاه های هسته ای یا ایستگاه های خورشیدی بزرگ قصد دارند الکترولیزورهای ماژول 1985 MW را برای پروژه های 5 MW و موارد دیگر در 100 بسازند. (حتی اگر این کانال های 2 از نظر برخی مخالف به نظر برسند ، همان هدف را جستجو می کنید.)

شرکت CHEM System ، 747 سوم خیابان نیویورک ، اکنون یک کارخانه الکترولیز با قدرت 506 MW ارائه می دهد.

EDF در حال برنامه ریزی برای الکترولیزورهای 444 MW برای استفاده از جریان الکتریکی "off-اوج" از نیروگاههای هسته ای است که نمی توانند روزانه خاموش شوند.

ج) الکترولیز بخار آب در 850 درجه سانتیگراد ، با الکترولیت جامد ، بازده از 60 تا 80 and است و طبق اعلام شرکت جنرال الکتریک (ایالات متحده آمریکا) و موسسه Batelle در ژنو (سوئیس) می توان عملکرد 90 را بدست آورد. ).

با بازیافت گرمایش الکترولیز به ایستگاه خورشیدی ما 90٪ را بدست آوردیم.

در چنین فرایندی ، یک ایستگاه خورشیدی قادر به تولید بخار آب برای حرکت توربو ژنراتور است که برق مورد نیاز الکترولیز و دمای 850 ° C را از طریق یک کنسانتره تولید می کند.

د) پیروكاتالیز آب: این مستقیم ترین روش تجزیه آب در دمای متوسط ​​است.

(4) - با گاز زدایی از زغال سنگ

این فرآیند ممکن است در طولانی مدت به دنبال فرسودگی ذغال سنگ مستقر نباشد ، اما قادر به تولید هیدروژن و متانول (CH3OH) است که مقدار کالری آن 5 340 Kcal در هر کیلوگرم است.

(5) - با ترک خوردگی مستقیم آب (ترمولیز 2 500 ° C)

یک راکتور خورشیدی قادر به تولید مستقیم هیدروژن است ، اما نگهداری مواد در چنین دما و جداسازی هیدروژن - اکسیژن مشکلاتی را ایجاد می کند.

(6) - با تجزیه حرارتی

بیش از چرخه 2 000 شناسایی شده اند. قبلاً از آن استفاده کرده ایم که از اکسید آهن به عنوان کاتالیزور استفاده کرده است.

تحقیقات فعال در مرکز اوراتوم در ایسپرا (ایتالیا) انجام می شود

خانم هاردی ، آقایان د بنی و مارچتی توانستند با چرخه زیر آب را در 750 درجه سانتیگراد تجزیه کنند:

Ca Br2 + 2 H20 - Ca (OH) 2 + 2 HBr در 730 ° C جیوه + 2 HBr - Hg Br2 + H2 / در 250 ° C جیوه Br2 + Ca (OH) - Ca Br2 + HgOX HgO - Hg + 20 / 200 1 /

(عملکرد 55٪)

به همین ترتیب در دانشگاه آخن ، در مرکز هسته ای جولیش در آلمان یا در گاز دو فرانسوی با چرخه پتاسیم:

K2 02 + H20 - 2 KOH + 1 / 2 02 / در 150 ° C 2 KOH + 2 K - 2 K20 + H2 / در 700 ° C 2 K20 - KXNXX

در ایالات متحده: جنرال الکتریک ، اتمی بین المللی ، اتمی عمومی خلیج فارس ، انستیتوی فناوری گاز و بخش آلیسون شرکت جنرال موتور با این فرمول:

Cl2 + H20 - 2HC1 + 1 / 2 02 تا 700 - 800 ° C 2 HC1 + 2 VC12 - 2 VC13 + H2 تا 100 ° C

4 VCb - 2 VC12 + 2 VC1 "در 700 ° C

2VCi "- 2VC13 + Cl2 تا 100 ° C

امروزه با ارتباط الکترولیز با ترمووشیمی حتی بهتر از این سه فرمول به دست می آییم. این جنبه دیگری است که نشان می دهد یک ایستگاه خورشیدی باید دارای چند برابر باشد و یک مجتمع "الکتروشیمیایی خورشیدی" واقعی باشد.

آقای A. A. Vialaron ، مدیر برنامه "PIRDES" در CNRS در تولوز ، می گوید که چرخه های ترکیبی (ترمو و الکتروشیمیایی) تجزیه آب مورد توجه است و به ما می گوید که وستینگهاوس (ایالات متحده آمریکا) و EU-RATOM (اروپا ) در حال کار روی چرخه تجزیه آب توسط الکترولیز ، همراه با یک چرخه کاهش اکسیداسیون هستند.

در بیشتر این فرآیندها ، هدف از تولید هیدروژن از گرمای یک راکتور هسته ای بدون عبور برق است. یک پروژه توسط GDF و CEA مربوط به تولید 48 تن هیدروژن در ساعت به لطف یک نیروگاه هسته ای 3 000 MW ، همراه با یک چرخه پتاسیم است. اما یک مشکل جدی در کار با مواد و ایمنی وجود دارد ...

از طرف دیگر ، یک راکتور خورشیدی می تواند در دمای 1 000 درجه سانتیگراد کار کند ، بدون اینکه به بسیاری از مبدل های لازم برای اطمینان از ایمنی در صورت وجود منبع حرارتی وابسته باشد ، وابسته باشد ، به خصوص که از محصولات سمی ، خورنده یا مواد منفجره مانند پتاسیم است.

یكی از اهداف ایستگاه خورشیدی آتلانتا (آمریكا) آزمایش روش های تجزیه آب در هیدروژن و اکسیژن است.

از طرف دیگر ، در واکنشهای حرارتی ، اجسام باید بازیافت شوند یا در سایر کاربردها مورد استفاده قرار گیرند.

(7) فتوسنتز مصنوعی.

اگرچه راه حل ساده است همانطور که در فصل 7 دیدیم ، بازده در طیف مادون قرمز کاملاً کم است.

در CEA Saclay ، MM. Guillemot و Bourrasse با تبدیل 90٪ ماوراء بنفش به هیدروژن به نتایج خوبی رسیده اند ، اما نور ماوراء بنفش در پرتوهای خورشیدی از نظر کم است. مستثنی نیست که تابش رادیواکتیو با طول موج کوتاهتر از ماوراء بنفش می تواند هیدروژن را سودآور تولید کند.

در انستیتوی فناوری شیمیایی کالیفرنیا در لس آنجلس ، یک ماده شیمیایی مبتنی بر ردیوم که مستقیماً اشعه خورشید را به هیدروژن تبدیل می کند ، تحقیقات برای یافتن فلز دیگری غیر از ردیوم ادامه دارد زیرا بسیار گران است. گروه VIII (کبالت ، نیکل ، پلاتین).

(8) تولید هیدروژن توسط رادیولیز با لیزر.

تجزیه آب در یک دستگاه بسیار پیچیده با دمای 260 درجه سانتیگراد و 285 درجه سانتیگراد با فشار 65 در میله های 70 و با متوسط ​​شار نوترون 2,5 x 10'2 ، با سرعت انجام می شود بیشتر از 1 MeV / cm2 خشک ، منبع تغذیه لیزر تقریباً 100 MW است.

این راه حل اقتصادی به نظر می رسد اما برای توصیف بسیار طولانی است (صفحات 177 تا 201 ، IAHE ، حجم 3 ، شماره 2 ، 1978 ، شرکت IRT).

(9) تولید H2 ، با ترک خوردن آمونیاک.

می توان این گاز را از هیدروژن و نیتروژن جدا کرد ، اما به طور کلی این عمل برعکس است که برای تولید کودهای ازت انجام می شود (37 میلیون متر مکعب H2 در آمریکا در 1973).

(10) جداسازی گاز از اجاق ها.

این گازها پس از شستن با نیتروژن مایع حاوی 80 90٪ H2 ، این روش معمول است.

ارزش تولید حداکثر نظری

فرایند به دست آوردن هیدروژن از آب و فرضیه ای که نصب در آن در شرایط مطلوب قرار خواهد گرفت ، به عنوان مثال در صحرای شمالی شیلی که در آن شخص یافت می شود. 1 میلی متر باران و روزهای آفتاب 364 در سال ، ما می توانیم یک xNUMX m800 هیدروژن در هر m3 در سال یا برای یک مربع از 2 کیلومتر از سمت داشته باشیم: 10 میلیارد m80 یا 3 میلیون PET در سال.

از آنجا که متأسفانه به دست آوردن بازده برابر 1 غیرممکن است ، اما به طور منطقی 0,5 یا حتی 0,2 ، می توانیم با 2 یا 5 مقادیر قبلی را تقسیم کنیم.

شکل 4.- هیدرید آلیاژ تیتانیوم آهن یک ترکیب شیمیایی است که حاوی هیدروژن است: یک روش ساده برای پر کردن مخزن وسیله نقلیه. (اسناد شرکت انرژی انرژی قبض ایالات متحده)

این نوع "اسفنج" از کبالت ، نیکل و یک ترکیب خاکی کمیاب تشکیل شده است: Lanthanum ، Neodyne.

1 dm3 هیدرید تیتانیوم 1 لیتر 690 H2 را ذخیره می کند. تحقیقات زیادی در حال حاضر در حال انجام است و شروع به موفقیت می کند: در Batelle در ژنو ، در آزمایشگاه ملی بروكهاون (آمریكا A) با مخلوط تیتانیوم - آهن - هیدروژن ، در فیلیپس در هلند: lanthanum - آهن - هیدروژن؛ در این دو مورد ظرفیت 180 cm3 هیدروژن با فشار میله های 2 ، در هر گرم آلیاژ است.

در ژاپن: موسسه تحقیقات صنعتی MATSUSHITA اخیراً آلیاژ را بر پایه تیتانیوم ، زیرکونیوم ، کروم و منگنز به دست آمده توسط کوره قوس الکتریکی تحت آرگون ساخت. ظرفیت ذخیره سازی 200 cm3 از میله های H2 تا 30 در هر گرم از آلیاژ است که قیمت آن 3 ین / گرم است.

بیش از ثبت اختراعات 20 در این شماره وجود دارد.

ذخیره سازی هیدرید بیشتر از سوخت یا بنزین موجود در مخزن یک وسیله نقلیه نیست.

چیدمان کاملاً متفاوت است به گونه ای که گرمای موتور می تواند هیدرید را گرم کند.

قیمت سرمایه گذاری هیدرید بین 20 F و 130 F در هر کیلوگرم متفاوت است ، برای یک نسبت وزن به جرم H2 از 3,5 (Mg2 Ni Hj4) تا 12,7 (LiH).
هیدرید نوعی مخزن دوم است که قیمت آن فرقی نمی کند چون مثل یک سپرده است.

در 1979 ، 100 کیلوگرم LiH برابر با 61 لیتر بنزین است. (یک مطالعه بسیار مهم در مورد موضوع: صفحات 411 تا 442 توسط J. Donnely ، WC Greayer ، J. Nichols ، از شرکت Oserospace California ، WJD Escher و E. Ecklund به ترتیب از Escher Technology A. St Johns، Michigan و وزارت انرژی ایالات متحده ، واشنگتن.4 Volume5 - 1979 از IAHE.

Ref: موسسه فرانسوی نفت (IFP)

1 و 4 Av. Wood Préau 95502 Rueil-Malmaison.



شکل 4 BIS. - نوع سلول سوختی "پرات و ویتنی" PC1I. توان 12,5 k W ، به عنوان آزمایشی برای شبکه Hydro-Québec همراه است.



موارد استفاده از هیدروژن

1) گرمایش فضا: به لطف یک دیگ بخار گازی که می تواند انرژی خورشیدی را در محل استفاده تأمین کند (گرمایش اضافی خانه های خورشیدی) را تکمیل می کند.

شبکه گاز شهری در پاریس شامل 50٪ H2 است.

بسیاری از صنعتگرانی که مشعل های دیگهای بخار خود را برای استفاده از گاز طبیعی تغییر داده اند قادر خواهند بود به راحتی با H2 سازگار شوند و این باعث افزایش طول عمر تجهیزات می شود.

2) برق

با تشکر از یک سلول سوختی (ما نباید فراموش کنیم که هیدروژن فلزی است که به همان روش روی یک سلول خشک "لخته" می شود ، اما با این تفاوت که به راحتی می توان آن را تجدید کرد) با وارد کردن گاز بیشتر) می توان با بازده 40٪ 80٪ برق تولید کرد.
طبق گفته های پرات و ویتنی در هارتفورد (آمریكا) كه یكی از بهترین تولیدكنندگان جهان است و در توافق با برنامه آمریكایی "هدف" كه توسط سی شرکت گازرسانی تأمین می شود. (عکس 4 bis).

در 1802 بود که دیوی و Grove در 1839 برگشت پذیری الکترولیز آب را پیدا کردند. امروزه قدرت انبوه سلول های سوخت 500 وات در هر کیلوگرم در برابر 5,4 W / kg در 1965 است.

با باتری های هیدرازین تولید شده توسط Alsthom ، قدرت جرم از 1 000 وات بر کیلوگرم فراتر می رود.

با این حال ، قدرت انبوه یک موتور اتومبیل به طور متوسط ​​350 وات در هر کیلوگرم است که این مقایسه را می توان با در نظر گرفتن وزن موتور الکتریکی و مخزن هیدرید انجام داد.

هر جا که به برق نیاز داشته باشیم ، سلول سوختی که توان آن می تواند به چندین مگاوات برسد ، می تواند از خدمات بسیار خوبی برخوردار باشد: نیروگاه اضطراری در شرکت هایی که از رایانه استفاده می کنند ، ژنراتور بدون گرما یا سر و صدا است ، یعنی علاقه آشکار برای ارتش.

به نظر می رسد سلول سوخت به دلیل استفاده از فلز نادر ، پلاتین ، دشوار است. به سختی می توان به روش پروفسور جوستی فکر کرد که از نیکل استفاده می کند ، اما گازهای فشرده شده لازم هستند. ژنراتور دیگر مسئولیت تاسیسات انفرادی نیست.

با وجود بازار نسبتاً محدود ، قیمت سلولهای سوخت از 250 تا 1000 F در هر کیلووات نصب شده متفاوت است و با مجموعه های کوچک تولیدکننده جرقه رقابتی است.

3) متالورژی

همانطور که زغال سنگ کاهنده اکسیدهای فلزی است ، هیدروژن نیز وجود دارد ، قبلاً در ARMCO در مکزیک استفاده می شود و در ژاپن برنامه ریزی شده است.

4) شیمی:

برای سنتز آمونیاک که کاربرد آن تولید کودهای شیمیایی است ، برای تولید متانول (در ترکیب با کربن و اکسیژن ، از آنجا که فرمول آن CH3 OH است) و یک سوخت عالی برای وسیله نقلیه است جاری است.
دو لیتر متانول برابر با یک لیتر بنزین است.

5) منبع تغذیه.

هیدروژن را می توان به عنوان پروتئین در مخمرهای "هیدروژن" برای تغذیه حیوانات استفاده کرد.

H2 برای هیدروژنه شدن روغن ها ، ساخت مارگارین استفاده می شود.
تقاضا در 10 میلیون ها میلیون xNUMX و در ایالات متحده 3 میلیون 1973 خواهد بود.

6) شیشه ، فولاد ، الکترونیک ، نفت و صنایع دیگر.

از دمای احتراق H2 و سرعت انتشار آن (پایین تر از استیلن) ​​برای کار برخی از لیوان های فنی ، مانند تولید مداوم یخ تحت جو نیتروژن H2 (در بوس-سیس) استفاده می شود. ).

با استفاده از فولاد H2 می توان زیر آب ، چدن ، فولاد ضد زنگ برش داد.
با جوشکاری آلیاژهای کروم ، منگنز و تیتانیوم ، بدون فراموش کردن جوش به اصطلاح "هیدروژن اتمی" (که رادیواکتیو نیست) ادامه دهید.

در الکترونیک ، به درمان دیودهای اتصالی تحت جو نیتروژن و هیدروژن اشاره می کنیم.

برای از بین بردن گوگرد حاصل از پالایشگاه های فرآورده های نفتی از H2 استفاده کنید (میلیون ها میلیون xNUMX در 115 در ایالات متحده).

در ساخت لاستیک ، خنک کننده ژنراتورهای بزرگ ، باد کردن بادکنک های مشاهده (CNRS ، CEA ، CNET، CNES) در نظر دارند که بازگشت هواپیماهای پر از هلیوم را برای حمل بارهای حداکثر تا 500 تن در نظر بگیرند.
مهندس ناصره نویسنده ثبت اختراع در این زمینه است) ، در اتاق های حباب سابق: "Mirabelle" بزرگترین در جهان ، تحویل شده توسط CEA به اتحاد جماهیر شوروی ، ما بدون مشکل هیدروژن استفاده می کنیم.

7) سوخت برای وسیله نقلیه.

- به صورت هیدرید یا پودر: 100 کیلوگرم هیدرات معادل لیزر 61 بنزین. برای وسیله نقلیه با وزن کلی: 1 080 کیلوگرم ، دامنه آن 350 کیلومتر است.

- فرم فشرده شده در مخازن فولادی: استقلال 200 کیلومتر ، به شیوه وسایل نقلیه که بطور خاص در جنوب غربی با گاز کار می کنند
(شکل 5 و 6)

شهر سنت ایتین در ژوئیه 1979 تصمیم گرفت ، به تدریج وسایل نقلیه سرویس 170 بنزین خود را که سالانه لیترهای 160 000 فوق العاده مصرف می کنند ، مجهز کند.
شهر نانت در ماه اکتبر همان تصمیم را می گیرد ، بسیاری دیگر به سرعت این ایده را دنبال می کنند.

موتور گازی نه تنها از محل حرکتی محفوظ است زیرا شهر رن از گاز فاضلاب 1977 برای تأمین موتورهای تولید کننده برق مورد نیاز برای تصفیه خانه استفاده می کند.
صرفه جویی شده در نتیجه به دست آمده ، 450 تن سوخت در سال است.
عمومیت این فرایند باید در 1985 موجب نجات انگشتان 20 000 در سال در فرانسه شود.

همه این سازگاری ها با گاز نشان می دهد که آنها چقدر برای دوران هیدروژن آماده می شوند.

- به صورت مایع برای سفرهای منظم مانند حمل و نقل شهری ، SNCF و غیره. در غیر این صورت H2 در نتیجه گرم شدن در طول پارکینگ طولانی ، تبخیر می شود.

شکل 5.- تجهیزات وسیله نقلیه با گاز طبیعی در حال حاضر در فرانسه (50 000 U.) و در بسیاری از کشورهای اروپا: هلند ، ایتالیا (260 000 11) تمرین می شود.
(مستند Sic "Liquide Air).





شکل 6.- ایستگاه توزیع گاز طبیعی مایع Aux Quatre Pavillons (خروجی شمالی بوردو).
(عکس J.- ل. پرایر).



7.1). وسایل نقلیه مرسدس-دایملر بنز (شکل 7 ، 8 ، 9).

مطالعات بسیار مهم منجر به تحقق چندین وسیله نقلیه بنزینی و هیدروژن از مخازن ترکیبی حاوی هیدرید مانند 10 شکل شده است.

با استفاده از هیدرید 200 کیلوگرم Mg H2 ذخیره 16 کیلوگرم H2 معادل بنزین 77 لیتر و بنزین 20 l ، امکان سفر 600 کیلومتر با وسیله نقلیه از

2 400 کیلوگرم.
این در مقایسه با مصرف ماشینهای مشابه مانند وان J7 (حداکثر 17 L 100 کیلومتر) رضایت بخش است.

شکل 7.- مینی اتوبوس هیدروژن از هیدریدها.
(سندی که توسط دکتر بوچنر و سافرفر ابلاغ شده است)



ما می خواهیم از دکتر بوچنر و دکتر سافرفر ، مدیر برنامه هیدروژن در مرسدس ، اعضای IAHE ، بخاطر بسیاری از اسناد ارائه شده با لطف تشکر کنیم. (مقاله ای از صفحات 22 با عنوان: مفهوم انرژی هیدروژن هیدروژن ، با حجم 3 - 4 IAHE منتشر شد).

از بین این اسناد (صفحات 53 ، عکسهای 21) ما خوشحالیم که 11 را نیز استخراج می کنیم که نشان می دهد چگونه خانه "همه هیدروژن - سوخت خودکار" کاملاً وجود دارد.

1. مخزن ذخیره سازی هیدرید در دمای بالا ، گرم شده توسط گاز اگزوز (گرمایش کمکی)
2. مخزن هیدرید در دمای پایین ، توسط گازهای اگزوز گرم می شود (تراکم)
3. مخزن هیدرید درجه حرارت پایین با مبدل حرارتی مایع (تهویه هوا).
شکل 8.- دفع مخازن هیدرید 3 در دماهای مختلف.
گرمای موتور هیدریدی را که H2 منتشر می کند ، گرم می کند.
(سندی که توسط دکتر بوچنر و سافرفر ابلاغ شده است)

شکل 9.- وسیله نقلیه هیدروژن که از مخزن هیدرید هیبریدی و بنزین هیبریدی استفاده می شود.
(سندی که توسط دکتر بوچنر و سافرفر ، مرسدس ابلاغ شده است)

شکل 11.- ذخیره سازی هیدروژن در هیدرید برای انرژی داخلی و وسیله نقلیه.
سندی که توسط دکتر بوچنر و سافرفر ، مرسدس ابلاغ شده است.)

شکل 10.- مخزن هیدرید خودرو شکل را شرح داده است. 9.
(سندی که توسط دکتر بوچنر و سافرفر ، مرسدس ابلاغ شده است).



7.2). شرکت صورتحساب وسیله نقلیه (شکل 12).

چندین مینی اتوبوس از مسافران 21 در شهر آزمایشی در حال آزمایش هستند.
موتور Dodge با موتور 7 200 cm3 با H2 از مخزن هیدرید Ti Fe و تزریق آب تغذیه می شود.

یک مطالعه سودآوری در مورد مینی اتوبوس 100 که در حال اجرا 480 کیلومتر در روز است ، نشان می دهد که در اوایل سال 1e 5 دلار 000 ذخیره می شود. برای یک دوره 5 سال حمل و نقل به H2 هزینه 2,27 کمتر از بنزین (و با در نظر گرفتن کار سازگاری).



شکل 12.- وسیله نقلیه ایالات متحده با هیدروژن و آب (7 200 cm3). (مستندات صورتحساب شرکت انرژی ایالات متحده).

مطالعه Billings نشان می دهد که تفاوت بین افزایش قیمت بنزین و کاهش H2 (0,9 در 74) 1,69 در 1985 خواهد بود که ثابت می کند سودآوری اعلام شده برتر از 2,27 خواهد بود در سالهای آینده 20.
پس حتی مقایسه قیمتها فرقی نمی کند ، کمبود بنزین وجود خواهد داشت اما برای H2 (l) نیز وجود ندارد.

مقایسه کارآیی مکانیکی در یک موتور:
هیدروژن 33٪
متانول 28٪
25٪ Essence
برق 80٪ (برای وسیله نقلیه)

(1) در ژانویه 1980 ، صورتحساب Chrysler Omni (معادل ایالات متحده Talbot Horizon) با استفاده از یک دکمه روی داشبورد مجهز به دستگاه سوخت رسانی بنزین یا هیدروژن است.

ژنراتور هیدروژن با اتومبیل فروخته می شود و مانند یک وسیله نقلیه الکتریکی به 220 V وصل می شود اما عملکرد سبکی ، قابلیت اطمینان ، استقلال (170 کیلومتر) و سرعت (130 کیلومتر در ساعت) را نشان می دهد. وسیله نقلیه به H2 پیشرفت فنی است.
Billings Energy Corp. به زودی کیت های سازگاری را در بازار ارائه می دهیم.



اما در حال حاضر راندمان ذخیره سازی به سختی برای برق مطلوب نیست.

هیدروژن 95٪ متانول 95٪ برق 49٪ (قابل شارژ).

Hydride 90٪ Essence 95٪

7.3). وسیله نقلیه JL Perrier (l) (شکل 13 ، 14)

شکل 13.- وسیله نقلیه هیدروژن توسط J.-L. Perrier جلوی کنسانتره خورشیدی تولید هیدروژن.

(عکس J.-L. Perrier و J.-M. Boullet).



(1) 19 ژانویه 1979 به مطبوعات ارائه شد. کد عکس. : جمهوری جدید ، غرب فرانسه ، 20 ، 21 ژانویه ، 20 Western Mail ، 21 و 23 ژانویه ، ژانویه 28 ، مجله خورشیدی آوریل 3 ، مجله خورشیدی آوریل 10 ، 79 ممکن است Ocean Press، Science and Life از ژوئن 4 ، اکسپرس 79 اوت ، جنوب غربی: (سری یک هفته ای پایان دسامبر XNUMX) و غیره ...
تلویزیون 3,5 نشان می دهد mn: 16 March FR3 و 20 ژوئن A2. ارتباطی در مورد این وسیله نقلیه در کنگره بین المللی در دانشگاه میامی (فلوریدا ایالات متحده) 16 ، 17 آوریل 1979 در دفتر IAHE برقرار شد ، که نتیجه آن یک مقاله در بررسی بین المللی هیدروژن ، صفحات 444 ، 445 ، تعداد جلد 4 4 ، 1979.

ارائه شده در موزه Poitiers با Demonstration Place de l'Hotel de Ville ، 23 ژانویه 1980 با تشکر از مهربانی آقای موزه موزه ، آقای De Litardière ، استادان Bauer و Brochet ، بسیاری از شخصیت های دیگر و کمک مدیر دپارتمان ورزش جوانان و تفریحی وین.

ارائه شده در نمایشگاه پاریس 26 آوریل در 3 مه 1980 با کمک آقای Fougeron ، کمیته اقدام برای خورشید ، 7 ، خیابان لائوس ، 75015 پاریس و در ژورنال خودکار ، n 1117 17 ممکن است 1980.

شکل 14.- مدارهای عرضه هیدروژن توسط حلقه‌ها نشان داده شده‌اند. موتور H2

J.- L. پریر.



(عکس J.-L. Perrier و J.-M. Boullet).

قصد نویسنده این بود که ثابت کند انرژی خورشیدی فقط حالت گرم کردن نیست بلکه راهی برای تبدیل آب به هیدروژن و استفاده مستقیم از آن به عنوان سوخت یا ساختن متان است ، متانول که همچنین سوخت هستند.

این وسیله نقلیه اولین کسی است که با هیدروژن خالص ، در فرانسه در 1979 کار می کند.

این سازگاری شامل مدارهای مختلف در فشارهای مختلف است تا با استفاده از لوله های 2 ، H3 را وارد مجرای کاربراتور کند.

در طی آزمایشات و به منظور برطرف کردن شهرت بد موتور آب که Perrier با وجود نام آن هرگز نویسنده نبود ، از گاز هیدروژن استفاده کرد و در شرکت Air Liquide خریداری کرد. قراردادی اعطا کرد. به این ترتیب ، نمی توان ماهیت گازهای به کار رفته توسط JLP ، عضو انجمن بین المللی انرژی هیدروژن (IAHE) را زیر سؤال برد.

شش ماه بعد ، JL Perrier خود H2 را در نیروگاه خورشیدی خود با استفاده از چرخه ترمودینامیکی تولید می کند ، بنابراین به جهانی اول دست می یابد که در قسمت 4e این کتاب توضیح داده شده است.

7.4). وسیله نقلیه هیدروژن مایع (شکل 15)

Datsun B 210 مجهز به ماه 4 با مایع H2 دارای مخزن 230 لیتر در فشار میله های 5 است که در صورت برخورد می تواند در برابر فشارهای 10 گرم مقاومت کند.

این وسیله نقلیه دامنه 650 کیلومتر دارد ، سرعت آن بین 80 و 88 کیلومتر در ساعت است. آزمایش استقامت در 2 781 کیلومتر کارایی کامل موتور اصلاح شده را نشان می دهد (میل بادامک اضافی H2).

نتیجه گیری محققان ژاپنی Furuhama ، Hiruma و Enomoto ، پس از گزارش صفحات 21 (حجم 3-1 1978 IAFIE) این است که حمل و نقل H2 هیچ مشکلی مهم در ایمنی و بهره برداری ندارد. و اینکه آلودگی بسیار ، بسیار کم است.

شکل 16.- وسیله نقلیه با هیدروژن مایع (ارائه شده 9-3-1979).
(سندی که توسط دکتر Y. Enomoto ، توکیو تهیه شده است)

محققان Misashi IT معتقدند تغذیه وسایل نقلیه با کاست هیدروژن مایع راه حل مناسبی برای آینده است.

در 9 مارس که Musashi IT یک اتومبیل 550 Suzuki (16) را که مطابق سرعت آن می تواند به 120 کیلومتر در ساعت برسد ، همیشه در H2 به مطبوعات ارائه می دهد.
این همان چیزی است که ما از مقاله ای در 10.3.79 Herald Tribune آموخته ایم که توسط روزنامه نگار آمریکایی مارک آنتمن ابلاغ شده است.

آقای انوموتو در اظهارات خود به مطبوعات ابراز تأسف از عدم امکان آزمایش این وسیله نقلیه در جاده های ژاپن. (توجه داشته باشید که آزمایش با Datsun B 210 در ایالات متحده بین بینینگ ، لس آنجلس ، سانتا کروز و سانتا بار بارا انجام شده است).

علاوه بر بسیاری از عکسهای ارسال شده توسط همکار ما IAHE با مجوز انتشار ، که ما از او تشکر می کنیم ، دکتر Y. Enomoto به اندازه کافی مهربان بود تا ما را از ارتباط صفحات 7 پیشنهادی به شانزدهمین کنگره بین المللی سرماخوردگی مطلع کند. ونیز (23-29 SEPTEMBER 1979) تحت عنوان "وسیله نقلیه مایع دو زمانه مایع با تزریق و اشتعال جرقه.

این راه حل مزایای بسیاری دارد ، از جمله:

- فشرده سازی کم به لطف استفاده از پمپ هیدروژن مایع کار می کند.

- قطعات بیش از حد گرم موتور را می توان با دمای پایین H2 خنک کرد.

- انرژی فشار H2 تزریق شده و تبخیر آن (42٪ علاوه بر حجم مخلوط اولیه) می تواند به توان مفید تبدیل شود.

اگرچه ماندگاری انژکتورها و پمپ مایع H2 ثابت نشده است ، اما محققان ژاپنی انتظار دارند موتور تزریق دو زمانه بهترین اتومبیل های هیدروژنی باشد.

7.5). موتور دیزل هیدروژن

محققان HS Homan از دانشگاه پرینستون ، WJ Me Lean از دانشگاه کرنل در ایتاکا و RK رینولدز از جت پیشرانه در پاسادنا ، ایالات متحده ، با یک موتور دیزل Caterpillar D 399 با آزمایش انژکتور به آزمایش کردند. گاز هیدروژن. نسبت تراکم: 29 ، برای ایجاد خود اشتعال (927 ° C) کافی است.
موتور دیزل به طور گسترده ای در وسایل نقلیه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد ، بنابراین سازگاری با H2 از اهمیت بیشتری برخوردار است.

(منابع: صفحات 11 در جلد انگلیسی 4 با شماره 4 - 1979 IAHE که این محققان نیز عضو آن هستند).

مزارع می توانند از متان تولید شده توسط کود و زباله های گیاهی توسط تخمیر بلکه هیدروژن استفاده کنند.

7.7). مشاهدات مختلف در مورد موتورهای H2.

تبدیل یک موتور معمولی به هیدروژن کاملاً ظریف است ، اثبات قابل تحقق ، اما به قیمت تلاش قابل توجهی مانند هر نمونه اولیه.
توضیحات دقیق همه دستگاه ها به چندین هزار صفحه نیاز دارد (خواننده قادر خواهد بود بسیاری از کتابهای IAHE را که توسط Pergamon Press (آکسفورد ، نیویورک ، فرانکفورت) توزیع شده است) دریافت کند.) برخی از آنها هزینه 600 دلار یا حدود 3 000 F.

به طور خلاصه ، موتور H2 30٪ قوی تر از بنزین اصلی است ، در صورت تمایل سرعت بیکار بودن آن به دلیل ترکیب عالی گاز و هوا بسیار کم است. در هنگام راه اندازی ، هیچگونه "شستشوی" سیلندرها مانند خفگی ، مسئول سوخت اضافی نیست.
روغنکاری بهتر خواهد بود اما روغن مایع تر ، 10 SAE کمتر را انتخاب می کند ، زیرا تحت عمل H2 ضخیم تر می شود.
این موتور عمر طولانی تری خواهد داشت ، همانطور که در مورد موتورهای گاز طبیعی مایع LNG یا LPG با بوتان پروپان وجود دارد.

شکل 17.- آقای ژرژ رامنی ، مدیرعامل سابق میشیگان موتور و فرماندار میشیگان و آقای راجر لیلینگز در تراکتور جاکوبسن با هیدروژن.
(سند IAHE)

موتور H2 آلاینده نیست ، منواکسید کربن یا دی اکسید کربن را آزاد نمی کند و فقط 40 برابر اکسید نیتروژن کمتر (گاز خنده دار) دارد.
تخلیه اصلی در اگزوز بخار آب است. به عنوان مثال آب در هنگام تجزیه آن در الکترولیزر استفاده می شود.
با اطمینان خاطر خواننده ، هیچگونه خطر آبگرفتگی در جاده ها وجود ندارد ، آنچه از لوله اگزوز بیرون می آید همان ظاهر بنزین را دارد.
واقعاً دل انگیز است که بشنوید یا بخوانید که موتور هیدروژن جاده ها را خیس می کند ، به برف پاک کن های تقویت شده ای احتیاج دارد ، چرا به قایق ها نیز نیازی به پروانه وسایل نقلیه نیست؟

این محاسبه نشان می دهد که یک ماشین 8 9 ch مالیات لیتر 0,2 لیتر آب در هر کیلومتر یا تقریباً 1 قطره آب در هر متر سفر را به شکل بخار رد می کند. موتور بنزینی ، موتورهای جت (رگه های سفید) بخار آب را نیز رد می کنند.

خودروساز فورد با 1972 ، قرارداد انحصاری در سراسر جهان ، برای یک موتور هیدروژن استرلینگ امضا کرده است.

رجی رنو تست های خود را بر روی موتور 1 300 cm3 در H2 ادامه می دهد.

در 1945 یک کامیون Saurer 1918 به لطف استعدادهای MM در H2 در منطقه Saumur مشغول به کار بود. Hubault و Dubled.

کریستین ریتمان در 1858 یک موتور H2 در موناکو ساخت ، که وی سپس آن را به گاز روشنایی تبدیل کرد.

تطبیق موتور پیستون از اهمیت زیادی برخوردار است تا اصلاح خطوط تولید یا وسایل نقلیه موجود نباشد.
اما در آینده ای نسبتاً نزدیک این امکان وجود دارد که سلول سوخت (راندمان کلی 50٪) بتواند موتورهای الکتریکی را که در توپی چرخ ها قرار می گیرند ، نیرو بخشد.
در هنگام ترمز ، موتورها به مولد جریان الکتریکی تبدیل می شوند ، سپس باتری در الکترولیزر کار می کند که از آنجا پر کردن مخزن می شود.

از 1985 ، باتری های با کارایی بالا و به خصوص تا باتری های سولفید لیتیوم / آلومینیوم / آهن 1990 (175 W / kg به جای 30 با باتری های فعلی با همان قیمت و بازده 90٪) یک انقلاب بزرگ در زمینه خودرو ایجاد خواهد کرد: سبک تر ، ساکت ، بدون آلودگی ، عملکرد کل انتقال: 64٪.

برای همان تعداد وسایل نقلیه در گردش ما تقریباً 3 کمتر سوخت مصرف خواهیم کرد.

نتیجه گیری از صفحات 32 گزارش بسیار جالب (4 Vol # 5 - 1979) از MJ Donnelly و همکارانش ، که قبلاً در مورد هیدریدها ذکر شده است ، این است که در دوره 85 تا سال 2000 ، یک ماشین است. مکان های 4 ، مسافرت به H2 سبک تر ، ارزان تر خواهد بود ، ایمنی باید به خصوص در هنگام پارکینگ که در آن تهویه مناسب گاراژها و پارکینگ زیرزمینی باشد ، در نظر بگیرید. بزرگترین مشکل اجرای سریع شبکه توزیع هیدرید و نقاط سوخت گیری H2 است ، ما دقیقاً همین مشکل را در حال حاضر با LNG یا LPG مشاهده می کنیم.

در کوتاه مدت ، ماشین الکتریکی بسیار سنگین ، دست و پا گیر ، دارای استقلال کم و گران است ، اما بعد از سال 2000 اختلاف اهمیت کمتری خواهد داشت.

به نظر می رسد که ما باید H2 تولید کنیم ، که می گوید اهمیت انرژی خورشیدی در تولید آن در مقادیر زیاد است.
این مفهوم ، به عنوان مثال ، در بررسی خدمات اطلاعاتی نخست وزیر (ژوئن 1979) تهیه شده است که در کتابشناسی چاپ اول کتاب توسط JL Perrier را نشان می دهد. با احترام متشکرم

در حالی که آمریکایی ها پیش بینی تولید 2 189 میلیون m3 از H2 در 2000 را دارند ، کمیسیون انجمن های اروپایی بودجه ای از مبلغ 13 میلیون EUA یا حدود 16 میلیون را برای یک برنامه تحقیقاتی در مورد هیدروژن برای دوره 1975-1980 (Ref G. Imarisio ، 371 تا 375 vol 4 / 5 1979 IAHE).



شکل 20.- پروژه هواپیمای مایع هیدروژن مایع پرواز 2,7 234 قادر به حمل مسافر 7 در 780 XNUMX کیلومتر

(سندی که از طرف دکتر GD Brewer ، لاکهید ایالات متحده تهیه شده است)



در شکل 19 توجه داشته باشید که مخازن H2 دور از راکتورها هستند ، از این رو از جت A که به طور معمول در بالها و نزدیک شعله نازلها قرار دارد ریسک کمتری دارد.

یک پروژه دیگر مربوط به یک هواپیمای مافوق صوت است که با ماشین 2,7 پرواز می کند (شکل 20) ، می تواند مسافر 234 را در 7 780 کیلومتر حمل کند. وزن این هواپیما در زمان برخاستن ، 179 تن است ، به جای 345 t با جت A.

این اختلاف وزن مهم (166 t) ناشی از آنچه می تواند 150 t jet A باشد (در حالی که با H2 38,7 t طول می کشد) ، بلکه این است که ساختار هواپیما سبک تر است با اختلاف 111 t سوخت.

توضیحات. ناسا با مهربانی ارتباط برقرار کرد. توسط دکتر RF KORYCINSKY از ناسا N

شکل 21.- تجهیزات در فرودگاه سانفرانسیسکو (ایالات متحده) برای توزیع هیدروژن مایع 1 000 t ، معادل جت A 3 0001 فعلی.

(سند PF کوریسینسکی ، ناسا).



سطح بلبرینگ بالها از 1031 m عبور می کند! در 739 m2 (هواپیما هرچه سنگین تر باشد ، بالهای بیشتری ، تجهیزات فرود و غیره ...) وزن باعث افزایش وزن می شود و به سوخت بیشتری احتیاج دارد.

هیدروژن چند برابر سبکی است:

xNUMX m1 از H3 وزن 2 کیلوگرم ، 70,8 m1 از جت A = 3 کیلوگرم.
اگر حجم اشغال شده توسط H2 4 برابر از جت A باشد ، خیلی دردسرساز نیست ، کمی بدنه را گسترش می دهد (1 / 10 طول آن) که امکان اسکان در آنجا را می دهد. H2 دور از آن



شکل 22.- اتصالات استاندارد برای پر کردن هیدروژن مایع و همچنین وجود دارد
وسایل نقلیه ویژه

(سند PF Koryanski ، ناسا)

راکتورها ، و در نتیجه ایمنی بهتر در مقایسه با جت A که در بالهاست. آنچه به خصوص در هواپیما حساب می شود ، حجم آن زیاد نیست ، بلکه مخصوصاً وزن آن است. از آنجا که جرم هواپیما کوچکتر است و فشار موتورها بیشتر است ، مسافت برخاستن از 3 000 m به 1 500 متر کاهش می یابد.
در مورد قیمت هواپیما در LH2 ، این برای ماشین پرنده در ماشین 0,85 یکسان است (شکل 14) اما برای پروژه پرواز در ماشین 1,35 (2,7 میلیون برابر 45,5 با جت) 61,5 برابر می شود. A).

کارشناسان لاکهید و ناسا معتقدند که هواپیمای LH2 همان امنیت را نسبت به سایرین ارائه می دهد ، به دلیل وزن سبک خود قابل کنترل تر خواهد بود ، بسیار کم آلوده می شود و باعث صرفه جویی در انرژی می شود.

تجهیزات فرودگاه خیالی نیست ، همانطور که می بینیم: (شکل 21-22) ، مطابق گزارش 20 ، صفحات مهندس PF Korycinski ، Nasa ، در PIAHE Vol. 3 - n ° 2 - 1978.

تمام تحقیقات انجام شده توسط ناسا برای فتح فضا ، به لطف LH2 ، بطور مستقیم و سریع برای هواپیماهای نظامی و هواپیمایی قابل بهره برداری است. اتصالات استاندارد و حالتهای پر کردن وجود دارد.

در مورد انرژی الکتریکی مورد نیاز برای الکترولیز ، آن 332 MW در سان فرانسیسکو و 350 MW در فرودگاه شیکاگو است.
LH2 همچنین با گاززدایی اولیه زغال سنگ تولید می شود.

مزایای استفاده از هیدروژن خورشید:

تاکنون هیدروژن از یک انرژی یا یک سوخت گرانقیمت حاصل شده است که بهتر بود برای چیز دیگری (سوخت ، برق) هزینه کنید ...

فرسودگی منابع انرژی و حتی مواد اولیه ما را ترغیب می کند که با در نظر گرفتن احتیاط های معمول ، به هیدروژن که در ضمن تولید آن نیز آلاینده ای نیست ، تبدیل شویم.

در مورد استفاده ، در لحظه احتراق مقدار کمی از اکسید نیتروژن وجود دارد (نسبت به دی اکسید کربن با توجه به نسبت ها کمتر خطرناک است) ، در صورتی که از سلول سوخت استفاده نمی شود ، و همیشه بازگرداندن آب در ابتدا بدون عدم تعادل مقدار اکسیژن که طبیعت دلالت دارد سرمایه گذاری می شود.

حتی اگر اکسیژن تولید شده در هنگام تجزیه آب در شیمی مورد استفاده قرار گیرد ، میزان تخلیه بسیار کمتر از احتراق گسترده فرآورده های نفتی خواهد بود. صنعت هسته ای ممکن است اشکالاتی داشته باشد اما ما نمی توانیم آن را مقصر مصرف اکسیژن از هوا بدانیم.

هیدروژن حامل انرژی وصف ناپذیری است زیرا می تواند خیلی سریع بازیافت شود:

xNUMX m1 از آب حاوی 3 لیتر اکسیژن ، 888 هیدروژن و 111 از اجسام مختلف است ، یعنی معادل انرژی لیترهای 1 بنزین که برای صرف انرژی حتی بیشتر در لحظه ای از الکترولیز یا ترک خوردگی گرما شیمیایی برای جدا کردن هیدروژن از اکسیژن. (برای بلند کردن یک سنگ باید انرژی مکانیکی مصرف کنید ، اگر آن را رها کنید ، آن انرژی دوباره زنده می شود)

1 km3 آب حاوی هیدروژن معادل میلیونی 470 m3 بنزین است (منطقی تر خواهد بود که بگوییم این کیلومتر مکعب آب ناشی از احتراق 111 میلیون تن هیدروژن است (= 470 از جوهر) و اینکه این یک حالت انرژی تخریب شده است و بالقوه نیست ، دقیقاً همانطور که سنگ در حال ریزش است.

مصرف جهانی نفت در 1980 (3 میلیارد تن) مطابق با میانگین جریان Seine (520 m3 / s) است ، در طول 83 ... گفته می شود که این روغن در سال 1980 جریان داشته است.

تولید هیدروژن به عنوان جایگزینی کامل روغن ، نیاز به استفاده از جریان Rhône (1720 m3 / s) برای روزهای 33 برای تأمین جهان و 1,3 j دارد. برای فرانسه

درنهایت وکتور انرژی آینده در طولانی مدت از آب و تابش خورشیدی توسعه می یابد ، کاربردهای زیادی امکان پذیر است.

فرم ها می توانند متنوع ترین باشند: آب گرم ، بخار ، متان ، متانول ، روغن داغ با شبکه توزیع شهری ، برق ...

امنیت

همانطور که به درستی توسط مهندس .LA ذکر شده است. گرگور در کتاب خود "زندگی بدون روغن" اد Flammarion ، در پی آتش سوزی که باعث نابودی هواپیمای هوایی این نام شد ، در نیویورک ، اندکی پیش از این ، تمایل دارد که هیدروژن را به مجموعه ای از هندوبرگ تبدیل کند. جنگ جهانی آخر چرا پس از انفجار گاز وحشتناک در 1978 در پاریس ، در مورد مجتمع خیابان Raynouard نیز صحبت نمی شود.

از آن زمان فناوری تکامل یافته است ، ما می دانیم که چگونه می توان از این گاز کاملاً در صنعت استفاده کرد همانطور که قبلاً دیدیم ، در شرایط مناسب ایمنی.

آیا استیلن: C2 H2 - EDF-GDF می خواهید آن را از کاربید کلسیم و آب تهیه کنید که مقدار گرمای آنها در حالت گازی 4 برابر بیشتر از PH2 ، بوتان ، پروپان ، متان ، بنزین ، متانول ، الکل ، همه این محصولات مواد منفجره هستند ، به همین دلیل ما از آنها استفاده می کنیم.

سوخت بدون انرژی خطرناک نیست اما علاقه چندانی ندارد ، چرا با شن و ماسه با سوخت گیری مجدد نمی شود؟ ...
اقتصادی و خطرناک نیست ...

مطمئناً به دلیل هیدروژن آتش سوزی و انفجار ایجاد خواهد شد ، اما بیشتر از سوختهای مایع یا گازی موجود نیست (وسایل نقلیه سوخته ، تانکرهای نفتی ، هواپیماها ، لوله های گاز منفجر شده و غیره)

در چندین نوبت ایمنی H2 را مورد بررسی قرار داده ایم ، به ویژه با ذکر اینکه درجه حرارت خودکار از آن (585 ° C) بیشتر از بنزین (228 تا 47I ° C) است اما می توانیم اضافه کنیم :

- هیدروژن در هوا می سوزد و دمای پایین تر (2045 ° C) نسبت به بنزین (2197 ° C) ایجاد می کند.

- انتشار نشت H2 در هوا سریعتر (2 سانتی متر در ثانیه) نسبت به بنزین (0,17 سانتی متر در ثانیه) است ، از این رو خطر رکود محصول از این رو انفجارهای کمتری

- حد انفجار با H2 (4 بیشتر از 75٪) گسترده تر از بنزین (1 7,6٪) است که لزوماً به نفع بنزین نیست زیرا انفجار انجام خواهد شد سریعتر با

در واقع ، به نظر می رسد که صحبت از حد پایین به دلیل انتشار که باعث افزایش غلظت می شود ، بیش از پدیده مخالف ، که نادرتر است ، صحبت می کنیم.

- اگر حداقل انرژی برای احتراق H2 در هوا (مثلاً جرقه) 0,02 mJ در برابر 0,24 برای بنزین باشد ، از این رو در واقع خطر بیشتری دارد ، اکثر منابع گرما انرژی بالاتری می دهند. به این دو مقدار ، که در نهایت همان خطر را ایجاد می کند ، مگر اینکه ممکن است با الکتریسیته ساکن ، از بین برود. اگر نشتی در حضور جرقه وجود داشته باشد به هر حال از آن بهره برداری می شود اما لزوماً همان آسیب را که بعداً خواهیم دید ، بهره برداری نمی کند.

- در صورت احتراق ، H2 به جای 17 در 25٪ برای بنزین و 30 در 42٪ برای متان ، 23 را در 33٪ از انرژی خود تابش می کند و در نتیجه آتش کمتری پخش می شود. برای H2 ، که شعله آن علاوه بر این ، کمی گرمتر است.

- در صورت انفجار ، صدمات ناشی از H2 اهمیت کمتری خواهد داشت:

الف) در حالت مایع: 1 cm3 از LH2 معادل 1,71 گرم TNT (مواد منفجره شناخته شده) است در حالی که 1 cm3 متان (گاز طبیعی) معادل 4,56 گرم TNT و 1 cm3 بنزین به 7,04 است TNT گرم

b) در حالت گازی: 1 m3 از H2 معادل 2,02 کیلوگرم TNT ، 1 m3 متان به 7,03 کیلوگرم TNT و 1 m3 بخار بنزین به 44,22 کیلوگرم TNT از این رو حضور سرب در جوهر برای جلوگیری از انفجار بیش از حد وحشیانه است.

از این جدول گذشته به نظر می رسد که انفجار متان 3,48 برابر بیشتر از H2 است و بخارات بنزین باعث می شود 22 برابر بیشتر شود.

با استفاده از فن آوری جدی ، H2 سوخت آینده است ، بطور مستقیم یا برای تولید سوخت های مصنوعی ، غیر قابل استفاده است و مانند محصولات نفتی سرطان زا نیست.

یک فرایند قابل توجه؟

رمان نویس علمی نانت ، ژول ورن ، در مورد سفرهای زیر آب ، در هوا و حتی به سمت ماه بسیار دقیق عمل کرده بود.

در رمان او "جزیره اسرار آمیز" که در 1870 نوشته شده است ، می توانیم بطور خلاصه بخوانیم:

وی گفت: "آب توسط عناصر اولیه خود توسط برق تجزیه می شود ... فکر می کنم روزی از آب به عنوان سوخت استفاده می شود ، اکسیژن و هیدروژن که آن را با هم یا جداگانه تشکیل می دهند ، می توانند منبعی را تهیه کنند. گرما و نور غیر قابل انعطاف و شدت آن زغال سنگ قادر به ...
من فکر می کنم وقتی معادن ذغال سنگ تمام می شوند ، مجبور خواهیم شد از آب استفاده کنیم ، آب سوخت آینده خواهد بود ... ".

امروزه سوخت اصلی اکتشافات فضا مخلوط اکسیژن / هیدروژن است ، به همین دلیل ناسا بسیار تولید می کند.

یک انجمن بین المللی: "اتحادیه بین المللی انرژی هیدروژن (1) گروه محققان کشورهای 26 ، کنگره ها ، جلسات کاری و غیره را ترتیب می دهد و یک بررسی را با عنوان" مجله بین المللی انرژی هیدروژن که از آن در نسخه اصلی آن یک نمودار کاملاً صریح استخراج می کنیم (شکل 23).

شکل 23. - انرژی پاک فراوان برای بشریت (سند IAHE) ایالات متحده.

(1) 248266 PO Box ، Coral Gables ، فلوریدا 33124 USA. 296

(I) مرجع: هیدروژن با منشأ خورشیدی توسط JL Perrier ، ارتباطات ساخته شده در شانزدهم

د) پیروكاتالیز آب: این مستقیم ترین روش تجزیه آب در دمای متوسط ​​است.

(4) - با گاز زدایی از زغال سنگ

این فرآیند ممکن است در طولانی مدت به دنبال فرسودگی ذغال سنگ مستقر نباشد ، اما قادر به تولید هیدروژن و متانول (CH3OH) است که مقدار کالری آن 5 340 Kcal در هر کیلوگرم است.

(5) - با ترک خوردگی مستقیم آب (ترمولیز 2 500 ° C)

یک راکتور خورشیدی قادر به تولید مستقیم هیدروژن است ، اما نگهداری مواد در چنین دما و جداسازی هیدروژن - اکسیژن مشکلاتی را ایجاد می کند.

(6) - با تجزیه حرارتی

بیش از چرخه 2 000 شناسایی شده اند. قبلاً از آن استفاده کرده ایم که از اکسید آهن به عنوان کاتالیزور استفاده کرده است.

تحقیقات فعال در مرکز اوراتوم در ایسپرا (ایتالیا) انجام می شود

خانم هاردی ، آقایان د بنی و مارچتی توانستند با چرخه زیر آب را در 750 درجه سانتیگراد تجزیه کنند:

Ca Br2 + 2 H20 - Ca (OH) 2 + 2 HBr در 730 ° C جیوه + 2 HBr - Hg Br2 + H2 / در 250 ° C جیوه Br2 + Ca (OH) - Ca Br2 + HgOX HgO - Hg + 20 / 200 1 /

(عملکرد 55٪)

به همین ترتیب در دانشگاه آخن ، در مرکز هسته ای جولیش در آلمان یا در گاز دو فرانسوی با چرخه پتاسیم:

K2 02 + H20 - 2 KOH + 1 / 2 02 / در 150 ° C 2 KOH + 2 K - 2 K20 + H2 / در 700 ° C 2 K20 - KXNXX

در ایالات متحده: جنرال الکتریک ، اتمی بین المللی ، اتمی عمومی خلیج فارس ، انستیتوی فناوری گاز و بخش آلیسون شرکت جنرال موتور با این فرمول:

Cl2 + H20 - 2HC1 + 1 / 2 02 تا 700 - 800 ° C 2 HC1 + 2 VC12 - 2 VC13 + H2 تا 100 ° C

4 VCb - 2 VC12 + 2 VC1 "در 700 ° C

2VCi "- 2VC13 + Cl2 تا 100 ° C

امروزه با ارتباط الکترولیز با ترمووشیمی حتی بهتر از این سه فرمول به دست می آییم. این جنبه دیگری است که نشان می دهد یک ایستگاه خورشیدی باید دارای چند برابر باشد و یک مجتمع "الکتروشیمیایی خورشیدی" واقعی باشد.

آقای A. A. Vialaron ، مدیر برنامه "PIRDES" در CNRS در تولوز ، می گوید که چرخه های ترکیبی (ترمو و الکتروشیمیایی) تجزیه آب مورد توجه است و به ما می گوید که وستینگهاوس (ایالات متحده آمریکا) و EU-RATOM (اروپا ) در حال کار روی چرخه تجزیه آب توسط الکترولیز ، همراه با یک چرخه کاهش اکسیداسیون هستند.

در بیشتر این فرآیندها ، هدف از تولید هیدروژن از گرمای یک راکتور هسته ای بدون عبور برق است. یک پروژه توسط GDF و CEA مربوط به تولید 48 تن هیدروژن در ساعت به لطف یک نیروگاه هسته ای 3 000 MW ، همراه با یک چرخه پتاسیم است. اما یک مشکل جدی در کار با مواد و ایمنی وجود دارد ...

از طرف دیگر ، یک راکتور خورشیدی می تواند در دمای 1 000 درجه سانتیگراد کار کند ، بدون اینکه به بسیاری از مبدل های لازم برای اطمینان از ایمنی در صورت وجود منبع حرارتی وابسته باشد ، وابسته باشد ، به خصوص که از محصولات سمی ، خورنده یا مواد منفجره مانند پتاسیم است.

یكی از اهداف ایستگاه خورشیدی آتلانتا (آمریكا) آزمایش روش های تجزیه آب در هیدروژن و اکسیژن است.

از طرف دیگر ، در واکنشهای حرارتی ، اجسام باید بازیافت شوند یا در سایر کاربردها مورد استفاده قرار گیرند.

(5) - با ترک خوردگی مستقیم آب (ترمولیز 2 500 ° C)

یک راکتور خورشیدی قادر به تولید مستقیم هیدروژن است ، اما نگهداری مواد در چنین دما و جداسازی هیدروژن - اکسیژن مشکلاتی را ایجاد می کند.

http://www.societechimiquedefrance.fr/extras/Donnees/mine/hyd/cadhyd.htm

محصولات هیدروژن: در 2014. جهان: 60 میلیون تن (666 میلیارد m3) ، ایالات متحده (11 میلیون تن) ، اتحادیه اروپا (2006): 8,7 میلیون تن ، فرانسه (2008): 922 000 t.

izentrop نوشت:در مورد هیدروژن چطور؟ تا به امروز ، هیچ راه حل واقعاً مقرون به صرفه برای استفاده مجدد از آن وجود ندارد.