شیمی

هیدروزن به عنوان سوخت وسایل نقلیه
نویسنده : ابوالفضل اصغری - ساعت ٤:۱٧ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۳ دی ،۱۳۸٧

هیدروژن سبکترین گاز دو اتمی است که در شرایط فشار و دمای عادی به صورت گاز می باشد، برای استفاده از آن بعنوان سوخت نیاز به انرژی اولیه جهت استخراج آن از سایر منابع طبیعی و تبدیل آن به شکل مناسب جهت استفاده درموتورهای احتراق درونسوز یا پیل های سوختی هست.

روشهای تولید:

بسیاری از مواد شیمیایی و هیدروکربورها و آب دارای هیدروژن می باشند. بنابراین می توان هیدروژن را از بسیاری از منابع طبیعی از جمله گاز طبیعی، آب و متانول استخراج نمود.

 متداول ترین روش تولید هیدروژن، الکترولیز و تولید گاز سنتز از فرآیند ریفرمینگ بخار (steam reforming) و اکسیداسیون جزئی است. در حال حاضر بیشترین مقدار هیدروژن تولیدی از منابع سوخت های فسیلی و فرآیندهای پتروشیمیایی بعنوان محصول فرعی می باشد.

 

  • ریفرمینگ گاز طبیعی توسط بخار آب :

این فرآیند گرماگیر و با استفاده از کاتالیست در دمای ºC850 ودر فشار bar25 مطابق معادلات شیمیایی زیر انجام می شود.

CH4 + H2      <        CO + 3H

2

 

CO + H2      <         CO2 + H2

 

منواکسیدکربن به روش جذب یا جداسازی از طریق غشای نیمه تراوا از محیط واکنش حذف می شود.

 

·        اکسیداسیون جزئی هیدروکربورها:

اکسیداسیون جزئی هیدروکربورها واکنشی گرمازا همراه با تولید اکسیژن و بخار می باشد. مقدار اکسیژن و بخار آب به نحوی کنترل می گردد که پیشرفت واکنش بدون نیاز به افزایش انرژی خارجی باشد. معادله شیمیایی واکنش بطور مثال به صورت زیر است.

C8H18+ H20+ 9/202         <        6CO+ 2CO2+ 10H2

 

  • روش PLASMA ARC PROCESS

در این روش  با  استفاده از الکتریسیته و به روش Plasma arc  از گاز طبیعی یا نفت در دمای

C º 1600 ، کربن خالص و هیدروژن تولید می شود. براساس این روش در یک واحد نیمه صنعتی می توان با استفاده از گاز طبیعی به میزان m3/hr 1000 و kw2100 برق، kg/hr500 کربن و m3/hr 2000 هیدروژن تولید نمود.

علاوه بر روشهای ذکر شده روشهای متعدد دیگری برای تولید هیدروژن از منابع گیاهی و نو شونده، یا روشهای بیولوژیک مانند فتوسنتز مصنوعی یا تخمیر توسط باکتریها وجود دارند که روشهای بیولوژیک از روشهای مورد توجه در تحقیقات اخیر به شمار می رود.

ویژگیهای فنی سوخت هیدروژن:

انرژی یک کیلوگرم هیدروژن معادل 5/3 لیتر نفت خام است.

نسبت انرژی به حجم هیدروژن 4/1  نفت و  3/1گاز طبیعی است.

آب دارای 2/11% جرمی هیدروژن است.

دمای سوختن هیدروژن در اتمسفر اکسیژن به ºC3000 می رسد.

محدوده انفجاری هیدروژن در غلظت 59%- 13% است.

ضریب نفوذ هیدروژن cm3/s61/0 (چهار برابر متان) است. حد پایین انرژی حرارتی هیدروژن معادل kj/kg120 و نهایتاً اینکه محصول احتراق هیدروژن فقط آب است.

 هیدروژن بسیار اتشگیربوده و خطر انفجار آن مشابه بنزین است.

نتیجه: هیدروژن سوخت مناسب بدون آلودگی است. لیکن با تکنولوژی موجود، کارکرد و ذخیره سازی آن مشکل و گران است. ابداع روشهای تولید هیدروژن مایع با روشهای اقتصادی مقرون به صرفه، در آینده امکانپذیر خواهد بود.

  


comment نظرات ()
 

javascripts



google
بزرگترین سایت جاوا اسکریپت ایران
Clock And Date