211service.com
Pārstrādājamas ūdeņraža degvielas tvertnes
Viens no izaicinājumiem, izmantojot ūdeņradi kā transporta degvielu – ne tikai atrast tīru, lētu degvielas avotu – ir droši un atgriezeniski uzglabāt to, neaizņemot pārāk daudz vietas. Ūdeņradim ir mazs blīvums, tāpēc tas ir jānovieto vai nu zem spiediena, kas apdraud drošību, vai ķīmiski vai absorbējošā materiālā.
Ķīmisko vielu uzglabāšanā ūdeņradis ir saistīts ar molekulām cietā materiālā, piemēram, amonjaka borānā. Ķīmisko vielu uzglabāšanas priekšrocība ir tāda, ka šie materiāli ir inertas cietas vielas, un ūdeņradi var viegli noņemt reakcijai kurināmā elementā. Taču materiāliem, kas tiek izstrādāti ūdeņraža ķīmiskai uzglabāšanai, ir liels ierobežojums: to uzpildīšana, kad tie ir iztērēti, prasa lielu enerģijas daudzumu. Tagad pētnieki ir izstrādājuši virkni reakciju augsta blīvuma ūdeņraža uzglabāšanas materiāla amonjaka borāna uzpildīšanai zemākā temperatūrā, izmantojot procesu, kas patērē daudz mazāk enerģijas.
ASV Enerģētikas departaments (DOE) ir izvirzījis mērķi izveidot ūdeņraža degvielas šūnu automašīnu, kas ar vienu degvielas tvertni var nobraukt 300 jūdzes, izmantojot ķīmisko ūdeņraža uzglabāšanu. Automašīnas tiks nogādātas centrā, lai nomainītu izlietotās tvertnes pret svaigām, izlietotās tvertnes reģenerējot rūpnīcā.
Materiāla spēju ķīmiski uzglabāt ūdeņradi mēra kā elementa uzņemtā svara procentuālo daļu; Lai sasniegtu savus mērķus, DOE etalons ūdeņraža uzglabāšanas materiāliem ir 6 svara procenti līdz 2010. gadam un 9 procenti līdz 2015. gadam. Labā ziņa par amonjaka borānu ir tā, ka tas var sasniegt vai pārsniegt DOE noteiktos apjoma un svara mērķus, saka Džeimijs Holdejs , vecākais zinātniskais inženieris Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālajā laboratorijā. Amonjaka borāns satur 19,6 svara procentus ūdeņraža. Viņš saka, ka izaicinājums ir izlietotās kodoldegvielas reģenerācija.
Kad esat ieguvis ūdeņradi no amonjaka borāna, jūs nevarat to vienkārši saspiest ar vairāk ūdeņraža, lai atjaunotu degvielu, jo tas ir pārāk energoietilpīgs, saka. Džons Gordons , pētnieks ķīmiķis Los Alamos Nacionālajā laboratorijā Ņūmeksikā. Lai noskaidrotu, kuras reakcijas, visticamāk, darbotos vislabāk, neveicot simtiem testu uz soliņa, Los Alamos ķīmiķi sadarbojās ar Deivids Diksons , Alabamas universitātes ķīmijas profesors, kurš izstrādāja algoritmus, lai prognozētu reakciju enerģētiku. Pēc tam grupa pārbaudīja daudzsološākās ķīmijas metodes un atklāja, ka alvas katalizatora izmantošana un materiāla reģenerācija vairākos posmos prasīja daudz mazāk enerģijas nekā tieša reakcija.
Protams, liela problēma joprojām pastāv, pirms ūdeņraža degvielas elementu automobiļi kļūst praktiski: uzlabotas metodes ūdeņraža degvielas ražošanai, pirmkārt, ir izaicinājums, ar kuru strādā citi pētnieki.