Vandenilis kaip kuras
5 (100%) 1 vote

Vandenilis kaip kuras

su užsienio kolegomis ateities degalais vadina vandenilį. Kaune įsikūręs Lietuvos energetikos institutas atlieka tyrimus, susijusius su ateities degalais įvardijamo vandenilio naudojimu, rašoma „Lietuvos ryte“.

Pasak mokslinio bendradarbio akademiko Jurgio Vilemo, „reikia naftos pakaitalo automobiliuose, buityje ir pramonėje, o vandenilio naudojimas garantuoja efektyvesnę energijos gamybą ir beveik nulinę taršą“. Dabar institutas tiria, kaip mažesniame tūryje sutalpinti kuo daugiau vandenilio.

Reklama

Mokslininkai dirba kartu su JAV nacionaline laboratorija „Sandia“, Švedijos ir Prancūzijos bei Kauno Vytauto Didžiojo universitetu. Vandenilio projektams tikimasi gauti ir Europos Sąjungos struktūrinių fondų lėšų.

Tačiau, J. Vilemo teigimu, platesnis vandenilio panaudojimas degalams prasidės tik apie 2030 metus.

Pirmoji vandenilio degalinė Europoje jau atidaryta Islandijoje.

Vandenilis (lot. hydrogenium) cheminis elementas periodinėje elementų lentelėje, žymimas H. Vandenilio atominis skaičius – 1, tai pats lengviausias ir labiausiai paplitęs elementas visatoje. Normaliomis sąlygomis tai bespalvės, bekvapės, ypatingai degios dviatominės dujos.

Vandenilis – sudedamoji vandens dalis, taigi jo yra kiekvienoje organinėje medžiagoje ir kiekviename gyvame organizme. Vandenilis gali reaguoti su dauguma kitų elementų.

Turinys

[slėpti]

• 1 Izotopai

o 1.1 Protis

o 1.2 Deuteris

o 1.3 Tritis

• 2 Vardo kilmė

[taisyti]

Izotopai

Vandenilis yra vienintelis cheminis elementas, kurio izotopai turi nuosavus pavadinimus. Deuteris ir tritis naudojami termobranduoliniuose ginkluose, branduoliniuose reaktoriuose.

[taisyti]

Protis

Labiausiai paplitęs vandenilio izotopas, turintis 1 protoną. Gali būti nagrinėjamas, kaip atskiras protonas, pasigavęs 1 elektroną. Pročio atominė masė lygi 1.

[taisyti]

Deuteris

Branduolys susideda iš vieno protono ir vieno neutrono. Deuterio atominė masė lygi 2. Pavadinimas kilo iš graikų kalbos: deuteron – antrasis (izotopas).

[taisyti]

Tritis

Branduolys susideda iš vieno protono ir dviejų neutronų. Tričio atominė masė lygi 3. Pavadinimas kilo iš graikų kalbos: tritos – trečiasis (izotopas).

[taisyti]

Vardo kilmė

Terminą vandenilis lietuvių kalboje įvedė Jonas Jablonskis.

Vandenilis (H)

Periodinė grupė

Dujos

Atomo numeris

1

Išvaizda Bespalvės dujos



Atomo savybės

Atominė masė

(Molinė masė)

1,00794 а.m.v. (g/mol)

Atomo spindulys

79 pm

Jonizacijos energija

(pirmas elektronas) 1311,3 kJ/mol (eV)

Elektronų konfigūracija

1s1

Cheminės savybės

Kovalentinis spindulys

32 pm

Jono spindulys 54 (-1e) pm

Elektroneigiamumas

2,20 (pagal Paulingą)

Elektrodo potencialas

N/A

Oksidacijos laipsniai

1, -1

Termodinaminės savybės

Tankis

0,0708 g/cm³

Šiluminė talpa

14,767 J/(K•mol)

Šiluminis laidumas

0,1815 W/(m•K)

Lydymosi temperatūra

14,01 K

Lydymosi šiluma

0,117 kJ/mol

Virimo temperatūra

20,28 K

Garavimo šiluma

0,904 kJ/mol

Molinis tūris

14,1 cm³/mol

Kristalinė gardelė

Kristalinė gardelė

heksagoninė

Gardelės periodas

3,750 Å

CIA APACIOI GERA INFO ZIEK!!!!!!

Pastaruoju metu vėl daug kalbama apie vandenilio panaudojimą transporto priemonėse. Nieko nuostabaus: naftos kainoms siekiant naujų rekordų, alternatyvūs degalai negali nekelti susidomėjimo, juolab, kad vandenilio atsargos neįsivaizduojamai milžiniškos. Tačiau kol kas jo naudojimo kelių transporto priemonėse technologijos tebėra eksperimento stadija. Jei pastebėjote, kalbame apie technologijas, nors masinės informacijos priemonėse viskas dažniausiai suplakama į viena – kuro elementų (angliškai – fuell cell) panaudojimas. Iš tikrųjų tai visai ne taip.

Paprasčiausia vandenilį kaip kurą naudoti vidaus degimo varikliuose: jis puikiai dega, tad gali atstoti gamtines dujas, o variklių konstrukcijos net keisti nereikėtų – pakaktų išspręsti jo saugojimo automobilyje problemą ir sukurti tokią variklio maitinimo konstrukciją, kad ji būtų kuo lengvesnė ir maksimaliai saugi. Beje, dujinis vandenilis nėra toks kaloringas kaip benzinas, todėl visais atvejais eksperimentiniams automobiliams darbui vandeniliu renkamasi didesnio darbo tūrio variklius.

Kita technologija – jau minėti kuro elementai. Iš karto įspėjame: jei kur išgirsite, kad automobilis varomas kuro elementais – netikėkite. Kuro elementai – tai ne degalai ir ne variklis. Tai sudėtingi įtaisai, kuriuose vandenilis elektrocheminio proceso metu jungiasi su paduodamu į kuro elementą oro deguonimi, sudarydamas paprasčiausią vandenį. Šios reakcijos metu pagaminama elektros energija, kuri ir naudojama transporto priemonės elektros varikliui sukti. Tad bet kurį kuro elementų technologiją naudojantį automobilį galime drąsiai vadinti elektromobiliu, nes jis neturi vidaus degimo variklio ir nenaudoja naftos produktų energijai gauti.

Prieš dešimtmetį kuro elementų technologija žengė pirmuosius žingsnius, tad visa eksperimentinė įranga užimdavo didesnę dalį transporto priemonės naudingo tūrio. Tačiau mokslininkų ir konstruktorių pastangos leido sukurti tinkamus praktinei eksploatacijai transporto priemonių pavyzdžius ir pradėti labai plataus masto eksperimentus. 2003 metais su Europos Sąjungos parama dešimtyje Vakarų Europos miestų prasidėjo koncerne “DaimlerChrysler”
serijinio miesto autobuso “Mercedes- Benz Citaro” bazėje sukonstruotų ir pagamintų 30 elektrobusų su kuro elementais eksploatacija. Eksperimentas numatytas dvejų metų, dabar jis sėkmingai artėja prie pabaigos: naujoji švari elektros energijos gaminimo technologija funkcionuoja taip puikiai, kad autobusus eksploatuojantys specialistai, visiškai pagrįstai tikėjęsi iš naujos, dar nepatikrintos technikos įvairių nemalonių pokštų, dabar vadina ją “bauginančiai patikima”. Autoritetingo Vokietijos žurnalo “lastauto omnibus” darbuotojai, apsilankę Štutgarto Tramvajų bendrovėje, eksploatuojančioje šio didmiesčio visuomeninį transportą, išgirdo būtent tokį įvertinimą. Elektroautobusais važinėjantys vairuotojai ir juos prižiūrintys mechanikai bei elektrikai teigia, jog gedimų būta, bet ne kuro elementų blokuose. Gedo valdymo elektronika, užtrumpindavo įprastinės elektrinės grandinės, teko reguliuoti ir remontuoti kai kuriuos mechanizmus, tačiau pasiuntimo į maršrutą koeficientas per visus metus nenukrito žemiau 90 procentų. Tiksliau būtų pasakyti, kad 55 tūkstančius kilometrų Štutgarto gatvėmis taip sėkmingai nuvažiavo du “fuel cell bus”, nes trečiasis dažniausia buvo demonstruojamas specialistams, vežiojamas į parodas, net į aukštąsias mokyklas, norint pademonstruoti studentams “gyvą” kuro elementais aprūpintą elektrobusą. Tik vairuotojai skundžiasi, jog pradedant važiuoti, “fuell cell bus” dinamika prastoka, bet įsibėgėjęs elektrobusas neatsilieka nuo dyzelinio ir išvysto iki 80 km/h greitį. Ant “Citaro” stogo esančiuose balionuose turimo vandenilio pakanka nuvažiuoti 200 kilometrų.

Įsitikinę naujos konstrukcijos patikimumu, antraisiais eksperimento metais Štutgarto transportininkai gerokai pasunkino elektrobusų eksploatacijos sąlygas: dabar jie dirba dvi pamainas, tad jais važinėja daugiau vairuotojų, skiriasi ir jų vairavimo stilius, pasunkėjo maršrutai (jie ilgesni, daugiau stotelių, įvestas ruožas su 8,5 procentų įkalne). Tačiau unikalieji “Citaro” kol kas puikiausiai susidoroja su šiais sunkumais, tik ketvirtadaliu – iki 23 kilogramų 100 nuvažiuotų kilometrų – padaugėjo sunaudoto vandenilio. Žodžiu, kuro elementų panaudojimas transporto priemonėse pasiteisino, ši technologija jau subrendo plačiam panaudojimui. Ne veltui Kinija taip susidomėjo naująja technologija, kad nelaukdama eksperimento pabaigos ir specialistų galutinių išvadų bei rekomendacijų, užsisakė 12 tokių autobusų praktiniams bandymams Pekine ir Šanchajuje, kur jau įrengta vandenilio degalinė.

Taigi, atrodytų, didesnių kliūčių lyg ir nebėra. Dabar spręstina problema – ne tokio tipo transporto priemonių, o jų aprūpinimo degalais – vandeniliu – infrastruktūros kūrimas. Kol jos nebus, tol svajonė apie automobilius, į aplinką išmetančius vien tik destiliuotą vandenį, taip ir liks svajone.

Bet nebūkime pernelyg dideli optimistai: ekologiški “Fuell cell bus” kol kas labai brangūs ir net organizavus serijinę gamybą atpigs nežymiai. Vis dėlto ir tai nėra svarbiausia! Mokslininkų atlikti tyrimai parodė, kad visa, kas yra gerai vartotojui, pavyzdžiui, didmiesčio ar kurorto savivaldybei, galinčiai iš esmės sumažinti oro užterštumą jautriose zonose, regiono ar visos valstybės mastu – toli gražu ne taip. Vandenilis – ne vanduo, jo kibiru nepasisemsi, jį reikia gaminti pramoniniu būdu ir tam naudoti elektros energiją. O ją daugiausia gauname degindami kietąjį, dujinį ar skystąjį kurą. Todėl suskaičiavę visas energijos sąnaudas, į aplinką išmestus teršalus ir prilyginę jas benzino ekvivalentui, pamatome paradoksalią situaciją: transporto priemonė su kuro elementais teršia aplinką anglies dvideginiu beveik du kartus daugiau nei automobilis su benzininiu varikliu ir 15 kartų daugiau nei gryną biodyzeliną naudojantis automobilis. Kitaip tariant, jei nesugebėsime švariai (pvz., hidroelektrinėse) pagaminti pakankamo kiekio elektros energijos, reikalingos vandenilio gamybai, tai tik toliau didinsime bendrą aplinkos užteršimą…

Standartiniams kuro elementams vienintelis tinkamas kuras yra vandenilis. Pats savaime tai yra labai brangus kuras, gaminamas stambiose chemijos įmonėse. Tačiau paprastai kuro elementai įeina į sistemą, kur greta kuro elemento yra reformeris, įgalinantis kuro elementą dirbti, panaudojant bent kokį angliavandenilių kurą.

Šiuo metu Jūs matote 35% šio straipsnio.
Matomi 1309 žodžiai iš 3766 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.