Na dobry początek
Energia przyszłości
Wodór posiada ogromny potencjał z punktu widzenia transportu i energetyki. Jednak uzmysłowienie sobie skali jego potencjału wcale nie jest takie proste. Poniżej zestawiono porównanie właściwości fizycznych różnych paliw. Jak na ich tle prezentuje się wodór?
- 1. zestaw danych:
- parametr: benzyna
- wartość opałowa [[MJ/kg]]: 44.4
- ciepło spalania[[MJ/kg]]: 46.7
- temperatura samozapłonu [[°C]]: 222
- gęstość energii [[MJ/kg]]: 46.4
- 2. zestaw danych:
- parametr: metan
- wartość opałowa [[MJ/kg]]: 50
- ciepło spalania[[MJ/kg]]: 55.5
- temperatura samozapłonu [[°C]]: 534
- gęstość energii [[MJ/kg]]: 55.6
- 3. zestaw danych:
- parametr: propan
- wartość opałowa [[MJ/kg]]: 46.4
- ciepło spalania[[MJ/kg]]: 48.9
- temperatura samozapłonu [[°C]]: 466
- gęstość energii [[MJ/kg]]: 49.6
- 4. zestaw danych:
- parametr: wodór
- wartość opałowa [[MJ/kg]]: 120
- ciepło spalania[[MJ/kg]]: 141.9
- temperatura samozapłonu [[°C]]: 585
- gęstość energii [[MJ/kg]]: 143
Większość obecnie używanych paliw to ciecze, ciała stałe lub gazy o wysokiej energii w przeliczeniu na objętość (tzw. gęstość energii) lub masę. Spośród tych zaprezentowanych powyżej, wodór ma największą wartość opałową i ciepło spalania (w odniesieniu do masy). Ponadto jest korzystniejszy pod względem gęstości energii w przeliczeniu na masę. Stąd bardzo dobrze sprawdza się jako paliwo w przypadku pojazdów, w których masa odgrywa większą rolę niż objętość (np. rakietach lub statkach kosmicznych).
Wśród głównych zastosowań wodoru, jako źródła energii, można wymienić:
ogniwa paliwowe;
paliwo rakietowe;
palniki tlenowo‑wodorowe.
Pierwszy udany start rakiety o napędzie wodorowo‑tlenowym (silniki RL‑10) odbył się 27 listopada 1963 r. na Przylądku Kennedy'ego na Florydzie. Była to rakieta o nazwie Atlas LV‑3C Centaur‑B. W Europie rakiety Ariane były wynoszone na orbitę przy pomocy silników napędzanych wodorem.
Powszechne stosowanie wodoru do napędzania transportu jest kluczowym elementem proponowanej gospodarki wodorowej. Pojazdy wodorowe obejmują rakiety kosmiczne napędzane wodorem, a także samochody i inne pojazdy transportowe. Elektrownie takich pojazdów przekształcają energię chemiczną wodoru w energię mechaniczną przez:
spalanie wodoru w silniku spalinowym;
reakcję wodoru z tlenem w ogniwie paliwowym.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RcQjshdGM4szI
Film nawiązujący do treści materiału dotyczący zastosowań wodoru.
Słownik
(gr. energētikós „czynny”) dział nauki i techniki, zajmujący się badaniem, pozyskiwaniem, przetwarzaniem, gromadzeniem, przesyłaniem oraz użytkowaniem różnych form i nośników energii
dawniej zwany gazem naftowym; naturalna mieszanina węglowodorów parafinowych, w skład której wchodzi głównie metan, a także inne lekkie węglowodory, zwłaszcza: etan, propan butan, pentan i heksan
naturalna, ciekła mieszanina węglowodorów parafinowych (alkany), naftenowych (cykloalkany) i aromatycznych (związki aromatyczne)
ilość energii znajdującej się w określonej objętości () lub masie (); wydobycie energii nigdy nie odbywa się ze 100% sprawnością, gęstość energii nie określa więc jednoznacznie efektywności danego źródła
entalpia spalania, ciepło reakcji całkowitego spalenia jednostki masy związku chemicznego w tlenie; wartość ciepła spalania uwzględnia ciepło kondensacji pary wodnej, a więc produktu spalania, który z założenia nie będzie uwalniany do otoczenia; wyznaczenie ciepła spalania zakłada spalanie całkowite i zupełne (w spalinach nie pojawią się substancje palne)
stosunek ciepła uzyskanego ze spalenia paliwa do masy lub objętości tego paliwa; liczbowo równa ilości ciepła, jaką można uzyskać ze spalenia 1 kg paliwa stałego lub ciekłego, albo 1 paliwa gazowego, ale nie uwzględnia ciepła kondensacji pary wodnej, jak i spalin; wartość opałową oblicza się jako różnicę ciepła spalania i ciepła parowania wody wydzielonej z paliwa podczas jego spalania