Версия для печати темы
Нажмите сюда для просмотра этой темы в оригинальном формате
Форум программистов > Хранение энергии > Эффективное хранение водорода


Автор: sergejzr 2.12.2011, 14:50
Водород это чистое экологичное топливо, которое при сгорании даёт обычную воду (на практике при высоких температурах всё же гадости выделяются, например азот из воздуха сгорает). Производить водород можно в домашних условиях с помощью электричества и обыкновенной воды.  Даже с помощью обычного http://vingrad.ru/blogs/greenergy/2009/02/12/dobyicha-vodoroda-iz-vodyi-pri-pomoschi-sveta/ можно получить водород. Катализаторы, оптимизирующие этот процесс не дорогие, но и без оптимизации энергия не будет дороже бензина. Сжигать его можно не только в обычных двигателях внутреннего сгорания, но и в топливных элементах, где из окисления водорода с окружающим воздухом напрямую производится электричество (в этом случае продукт сгорания - действительно чистая вода).

Хороший обзор (не)использования водорода в автомобилях есть http://www.drive.ru/mazda/drive-test/2009/08/07/2662783/fantastika.html. Вот получается, что в принципе упирается всё в сложности хранения водорода. водород взрывоопасен, улетучивается со временем из бака, транспортировка по трубам вообще не рассматривается из за соображений безопасности.

Конечно, если подумать, то хранение водорода - чисто инженерная задача. Но что-то как-то не очень с ней справляются. Или точнее сказать справлялись. Что только не пытались сделать инженеры, даже в железо его закачивали, но оставался вопрос, как обратно достать. 

И вот появилась http://www.membrana.ru/particle/17183. Учёные просто поставили ряд требований.
Необходимо вещество впитывающее в себя водород, которое:
Находится в жидком агрегатном состоянии (при температуре 20 градусов Цельсия и давления в 1 атмосферу)
Является воздухо,- и водостойким и возобновляемым
Отдаёт водород по требованию в контролируемых количествах при температуре ниже температуры работы топливного элемента (80 градусов Цельсия)
Для выделения водорода используется дешёвый и устойчивый катализатор (хлорид железа)
Имеет в заряжённом состоянии хорошую энергоёмкость (достаточно энергии на объём обычного бензобака)
Не меняет своего агрегатного состояния после выдачи водорода

Такое вещество с незатейливым именем "бор-азот-метилциклопентан" было создано на днях.  Полезная энергоёмкость получается всего где-то в 2 раза меньше чем у бензина (при использовании топливного элемента), а учёные говорят, что её можно повысить. Не буду вдаваться в подробности, просто порадуюсь, что получилось. Научно-популярно разработка описана http://www.membrana.ru/particle/17183. Там же есть ссылка и на научную публикацию (за деньги, но кто интересуется - обращайтесь ко мне)

ПС: Интересно, такое на электровелик привентить smile

Автор: 500mhz 2.12.2011, 16:14
а зачем? хонда какбы делает авто с водородом (http://automobiles.honda.com/fcx-clarity/how-fcx-works.aspx)

Автор: sergejzr 2.12.2011, 16:17
500mhz, там миг давал ссылку хорошую: http://www.drive.ru/mazda/drive-test/2009/08/07/2662783/fantastika.html Там написано зачем.

В принципе авто на водороде уже готов, единственной проблемой является его хранение (и транспортировка). Этой пролеме учёные и предложили хорошее решение.

Автор: 500mhz 2.12.2011, 18:09
не рентабельно
по стоимости за 1 kW мощности водород дороже бензина ,дизеля итд

Автор: sergejzr 2.12.2011, 20:37
Цитата(500mhz @  2.12.2011,  17:09 Найти цитируемый пост)
не рентабельно
по стоимости за 1 kW мощности водород дороже бензина ,дизеля итд 


Смотря где его брать. Если брать возобновляемую энергию ветер/солнце, то часто её производится в переизбытке и генераторы отключают от сети. С помощью установки можно будет заряжать жидкость практически бесплатно.

$2–5 за килограмм водорода произведённого с помощью паровой конверсии природного газа / метана
$2–2,5 за килограмм водорода произведённого с помощью газификации угля
$2,33 за килограмм водорода произведённого с помощью атомной ЭС

Электролиз:
Себестоимость процесса $6–7 за килограмм водорода при использовании электричества из промышленной сети. В будущем возможно снижение до $4 за килограмм.
$7–11 за килограмм водорода при использовании электричества, получаемого от ветрогенераторов. В будущем возможно снижение до $3 за килограмм.
$10–30 за килограмм водорода при использовании солнечной энергии. В будущем возможно снижение до $3–4 за килограмм.

Биомасса:
Себестоимость процесса $5–7 за килограмм водорода. В будущем возможно снижение до $1,0—3,0.

Из википедии следует, что основную часть цены составляет опять же транспортировка и хранение. Проблема, которую решили учёные.



Опять же у бензиновых ДВС КПД маленький, плюс моторы дорогие (включая эксплуатацию). Вариант водород + топливный элемент+электромотор намного эффективнее, проще и экологичнее.

Энергоёмкость водорода    39,45 кВт-час/кг, бензина 13,36  кВт-час/кг, солярки:    10,17  кВт-час/кг. Проблема в киловаттах на объём (водород ессно обладает малой плотностью), но похоже и эту проблему учёные и решили.

Очень примерно:
Получается водород даёт нам ~8 киловатт за доллар (при цене 5 долларов за кг).
Бензин даст ~7 КВ за доллар (при немецкой цене около 2 долларов за кг, а реально ещё дороже) .

А если учитывать, что КПД топливного элемента 60-80% против бензинового 30-40%, то преимущества водорода прямо налицо.

Если где ошибся, поправь.


Powered by Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)