Альтернативная энергетика

АльтИнфоЮг
Альтернативная энергетика и информация

  • Главная
  • О сайте
  • Интересные сайты
  • Сотрудничество
  • Контакты
  • Карта сайта
  1. Главная
  2. Расчёты
  3. Расчёт идей
  4. Получение водорода из алюминия
  • Изобретательство, патентование
    • Патенты
      • Холодильник не потребляющий энергию
      • Переносная ёмкость
      • Многофункциональное сигнально-осветительное устройство
      • Коллекция патентов
    • Изобретательство
      • Некоторые особенности патентования
      • Как заработать на интеллектуальной собственности
      • Взаимоотношения изобретателей, спонсоров, инвесторов
      • Планы на новые патенты
      • Изобретения Леонардо да Винчи
      • Предложение о сотрудничестве
  • Полезные устройства
    • Предлагаю
      • Прибор для проверки аккумуляторов
      • Автомобильный индикатор
      • Защита электродвигателя
      • Приспособление для проверки контактов
      • Утепление стен мансарды изнутри
    • Рекомендую
      • Солнечная нагревательная установка
      • Солнечное охлаждение
      • Экономичный электрический обогрев пола
      • Расчёт тёплого пола
      • Солнечная баня
      • Водяная мельница в Осетии
  • Наука и техника
    • Наука
      • Тень силиконовой долины
      • Новое противоопухолевое средство
    • Теоретические основы энергетики
      • Магнитокалорическое охлаждение
      • Охлаждение путем расширения газов
      • Холодильный цикл
      • Использование вихревого эффекта
      • Источники холода
    • Холодильная техника
      • Характеристики бытовых холодильников
      • Абсорбционные безнасосные холодильные машины
      • Абсорбционные холодильные машины периодического действия
      • Принципиальная схема паровой компрессорной холодильной машины
      • Принцип действия абсорбционной холодильной машины
      • Пароэжекторные холодильные машины
      • Каскадные холодильные машины
      • Классификация и краткая характеристика хладагентов
      • Анализ работы абсорбционных холодильных машин
      • Термоэлектрическое охлаждение
      • Ледники и ледяные склады
    • Термодинамика
      • Основные понятия и определения
      • Внутренняя энергия
      • Первый закон термодинамики
      • Техническая работа
      • Теплоемкось и ее виды
      • Энтальпия
      • Второй закон термодинамики
      • Термодинамические процессы идеальных газов
      • Круговой процесс
      • Термический КПД цикла
      • Цикл Карно
      • Необратимые потери обратного цикла Карно
    • О технике
      • Классификация тепловых насосов
      • Оборудование использующее низкопотенциальные тепловые ресурсы
      • Газовый двигатель внутреннего сгорания
      • К вопросу о точности и производительности пазовырубных прессов
  • Справочники
    • Единицы измерения
      • Производные единицы измерения СИ
      • Старые русские единицы измерения
      • Единицы применяемые в Англии и США
      • Основные единицы измерения СИ
      • Обозначения и наименования произвольных единиц
      • Кратные и дольные единиц измерения
    • Соотношения единиц
      • Соотношения между единицами мощности
      • Соотношения между единицами силы
      • Соотношения между единицами скорости
      • Соотношения между единицами энергии
      • Соотношения между единицами давления
      • Соотношения между единицами времени
    • Электротехнические материалы
      • Электроизоляционные лаки
      • Электроизоляционные материалы
      • Характеристики металлических проводниковых материалов
      • Электроизоляционные лакоткани
      • Характеристика сплавов высокого удельного сопротивления
      • Классы по нагревостойкости электроизоляционных материалов
      • Величины токов плавления проволоки
    • Разные справки
      • Лампы накаливания
      • Свойства водного льда
    • Провода и кабели
      • Активные и реактивные сопротивления кабелей
      • Зависимость сечения жилы от тока
      • Характеристики кабеля по току КЗ
      • Классификация силовых кабелей
    • Тепловые, энергетические характеристики
      • Характеристики твёрдого топлива
      • Характеристики жидких топлив
      • Удельная теплота сгорания
      • Значения термо-э.д.с. металлов и сплавов
      • Удельная теплоёмкость
      • Удельная теплота плавления
      • Температура кипения различных веществ
  • Энергетика
    • Анализ
      • В пользу негодных технологий и концепций
      • Некоторые особенности альтернативной энергетики
      • Буферный режим заряда
      • Индукционная передача энергии
      • Высокочастотная передача энергии на расстояние
      • Использование естественного холода
      • Использование солнечной энергии
      • Предотвращение снижения плодородия почвы за счет использования возобновляемых источников энергии
      • Секреты бестопливных генераторов энергии
    • Природные ресурсы
      • Три дороги российской нефти
      • Страны с крупнейшими запасами нефти
      • Солнечная энергия
      • Гидроэнергетические ресурсы
      • Энергия ветра
      • Биогазовые установки
    • Системы альтернативного энергоснабжения
      • Экономичное альтернативное энергоснабжение
      • Нагрев воды солнцем
      • Механические накопители энергии
      • Стационарные супермаховики в энергосистемах
      • Режимы работы системы супермаховиков
      • Автономное и резервное электроснабжение
      • Альтернативная энергетика в Америке
    • Энергетическое оборудование
      • Ветродвигатели с вертикальной осью
      • Как экономить на оплате электричества
      • Выбор оборудования альтернативной энергетики
      • Кислотные аккумуляторы
      • Аналоговые зарядные устройства
      • Принцип работы импульсного преобразователя
      • Контроллер в альтернативной энергетике
      • Эксплуатация необслуживаемых аккумуляторов
      • Тепловые реле для защиты электродвигателей
      • Выбор двигателей-генераторов для супермаховиков
      • Водяной тепловой аккумулятор
      • Бензиновый электрогенератор
      • Сборка батареи из аккумуляторов
    • Энергоэффективные технологии
      • Светодиодные лампы преимущества и недостатки
      • Эффективное использование солнечной энергии
      • Особенности и виды светодиодных светильников для ЖКХ
      • Алгоритм работы современного гибридного автомобиля
      • Солнечная баня
      • Возможности комбинированных биогазовых установок
    • Реальное оборудование альтернативной энергетики
      • Мультиметр емкости аккумуляторов для сотовых телефонов
      • Приборы для измерения мощности и энергии
      • Светильники на солнечных батареях
      • Выбор панелей для солнечных батарей
      • Комплектование и испытания солнечных батарей
      • Нагрузочное сопротивление
      • Преобразователь LM2596
      • Цифровые приборы
  • Расчёты
    • Расчёт идей
      • Расчёт суперконденсаторов ё-мобиля
      • Расчёт систем - вечный двигатель
      • Получение водорода из алюминия
      • Расчёт электростанции на термоэлементах
      • Расчёт энергии молнии
    • Расчёт узлов
      • Пример расчёта кабеля и характеристик ветрогенератора
      • Расчёт крановых двигателей
      • Определение мощности счётчиком
      • Расчёт емкости аккумуляторов
      • Расчет аккумуляторов для солнечной электростанции
    • Экономические расчёты
      • Принципы расчёта эффективности альтернативной энергетики
      • Сравнительная оценка стоимости энергии
      • Стоимость нагрева воды
  • Политика и экономика
    • Политика
      • Европа заложник США на пути к мировому господству
      • О законе Димы Яковлева
    • Экономика
      • Коррупция, причины и последствия
      • Некоторые цифры и факты
      • Рыночная экономика, базарный вариант
      • Откуда дровишки в студёную пору
      • Развал строго по плану
  • Разное
    • Ещё одна версия гибели "Курска"
    • Испытание лекарственных средств в России
    • Анекдоты
    • Как разместить статью
    • Реальное и мифическое в пластиковых окнах
    • Мой видеоканал
    • Интересные сайты
  • Отзывы и комментарии
    • Отзывы на "Коррупция причины и последствия"
    • Отзывы на "Европа заложник США на пути к мировому господству"
    • Отзывы на "Развал строго по плану"
    • Отзывы на "Откуда дровишки в студеную пору"
    • Ещё отзывы на "Некоторые особенности альтернативной энергетики"
    • Отзывы на "Рыночная экономика базарный вариант"
    • Отзывы на "В пользу негодных технологий и концепций"
    • Отзывы на "Три дороги Российской нефти"
    • Отзывы на "Испытания лекарственных средств в России"
    • Отзывы на "Некоторые особенности альтернативной энергетики"
  • Впечатления от Америки

ЗДОРОВЬЕ И ДЕНЬГИ ЗДЕСЬ

как оставаться здоровым

Чтоб вы все были здоровы и богаты долгие годы. ЖМИ!

Получение водорода из алюминия

получение водородаВ новостях по альтернативной энергетике за последнее время стали довольно часто упоминаться возможности получения энергии из алюминия. Прежде всего, имеется в виду использование алюминия для получения водорода и использования этого водорода как топлива для автомобильных и других двигателей. Попробуем с помощью обычных учебников по химии оценить возможности алюминиевой энергетики.

Прежде всего, определим количество водорода, которое можно получить из 1 кг алюминия при различных химических реакциях и его энергетическую ценность.

Для получения водорода из алюминия можно использовать свойство алюминия взаимодействовать с неконцентрированными кислотами:

соляной - 2А1 + 6НС1 = 2АlСl3 + ЗН2
серной - 2А1 + ЗН2SО4 = Аl2(S04)3 + 3Н2

щелочами:

2Аl + 2NаОН + 2Н2О = 2NаАlО2 + 3Н2

а при определённых условиях и с водой

2Аl + 6Н2О = 2Аl(ОН)3 + ЗН2

или 2AI + ЗН2О = Al2O3 + 3H2,

Молярная масса алюминия M=27 г/моль, что равно 0,027 кг/моль.

Молярная масса водорода, состоящего из двух атомов составляет 2г/моль, что равно 0,002 кг/моль.

Молярная масса воды равна 18 г/моль.

Во всех этих реакциях из двух молекул алюминия получается три молекулы водорода.

Значит, в реакции из каждых 0,054 кг алюминия получается 0,006 кг водорода. Во второй реакции алюминия с водой для получения Al2O3 также участвует 0,054 кг воды. В первой реакции количество воды для получения 2Аl(ОН)3 будет участвовать в два раза больше. Несложными вычислениями получаем, что при химических реакциях с участием 1 кг алюминия и как минимум 1 кг воды получаем 0,111 кг водорода, объём которого при нормальных условиях составит 1,24 м3.

Теперь посчитаем энергетическую ценность полученного водорода.

Теплота сгорания водорода составляет 120 МДж/кг. Для полученного количества водорода количество энергии при его сгорании составит 13,32 МДж, что после перевода в более наглядные единицы измерения составит 3,7 кВт.ч. энергии.

Если теплота сгорания бензина в среднем составляет 46 МДж/кг, то для замены энергии водорода, полученной из 1 кг алюминия понадобится 0,296 кг бензина, или примерно треть литра.

Если сравнить алюминий и другие реактивы участвующие в реакции, как по массе, так и по стоимости с бензином, то алюминиевая энергетика явно проигрывает бензину и другим традиционным видам топлива. Сравним также энергозатраты на получение алюминия с выходом энергии водорода полученного из алюминия.

В промышленности алюминий получают электролизом раствора глинозёма Аl2О3 в расплавленном криолите Na3 AlF6 с добавкой AlF3 и CaF2 при температуре 960°С и током в несколько тысяч ампер. На выплавку 1 кг алюминия расходуется 20 кВт.ч. электрической энергии.

Таким образом, расход энергии на получение алюминия в 5,4 раза больше, чем можно получить от водорода. Не смотря на то, что алюминий, как и водород один из самых распространённых на планете химических элементов, его невозможно использовать как источник энергии, предварительно не затрачивая на его производство большего количества энергии.

При обсуждении применения алюминия как энергоносителя не всегда учитываются технологические возможности применения алюминиевой энергетики. Сам процесс протекания химической реакции получения водорода из алюминия имеет определённые особенности. Алюминий относится к химически активным элементам и по активности занимает место между магнием и цинком. В обычных условиях реакции с водой не происходит из-за прочной плёнки окисла Аl2О3, который защищает алюминий от дальнейшего окисления. Чтобы алюминий в обычных условиях мог взаимодействовать с водой, необходимо удалять плёнку окисла без доступа воздуха, например, под слоем ртути, довольно ядовитым веществом. Но и тогда скорость реакции невелика. Чтобы разрушить окисную плёнку для взаимодействия алюминия с водой, необходимо подавать воду под давлением в виде пара при температуре 300 – 3500С. На нагрев пара необходимы время и энергия, чтобы и в пробках держать автомобиль в готовности «под парами». Поэтому удобнее пользоваться щёлочью или кислотой.

При взаимодействии алюминия со щёлочью или кислотой, плёнка постепенно разрушается и скорость реакции увеличивается. При этом увеличивается и температура реактивов, что в свою очередь ещё больше увеличивает скорость выделения водорода и повышения температуры. При других реакциях алюминиевого порошка с некоторыми реактивами, скорость протекания реакции и температура может быть большой, например, при горении термита. Алюминиевый порошок может входить в состав некоторых взрывчатых смесей. Как медленное, так и быстрое выделение тепла при химических реакциях трудно использовать для движения транспорта.

При работе автомобиля часто приходится быстро разгоняться и замедлять скорость или останавливаться. Увеличение или уменьшение мощности двигателя производится изменением количества поступающего топлива. Быстро удалить с алюминиевого порошка реактивы, чтобы точно регулировать скорость химической реакции невозможно. Поэтому автомобиль не сможет быстро набирать скорость, а после остановки некоторое время будет выделяться избыточный водород, создавая излишнее давление.

Химическим реакциям с выделением тепла (экзотермическим), предшествуют эндотермические реакции с поглощением тепла при получении реагентов. Поэтому дополнительной энергии получить не удаются. Реально мы имеем потери на переплавку шлаков, а также другие потери энергии на добычу, подготовку, транспортировку сырья и обычные тепловые потери при переплавке и электролизе алюминия.

Затраты энергии на обычную переплавку алюминиевого лома составляют примерно 5% от затрат энергии на получение алюминия электролизом расплава смеси сырья, поэтому алюминиевый лом нельзя считать бесполезными отходами. А вот реагенты, получаемые после химических реакций, перерабатывать опять в алюминий сложно и дорого.

Сейчас разработаны несколько вариантов сплавов алюминия, у которых не образуется защитной плёнки, но их надо защищать от действия воды и воздуха, да и стоимость их больше, чем обычного алюминия.

По мере прохождения химической реакции, всё большую часть смеси составляют уже отработанные реактивы и скорость реакции замедляется. Количество получаемого водорода уменьшается и двигатель, работающий на водороде, получаемом из алюминия уже «не тянет». Необходима заправка новой порцией топлива. Но, топливный бак остаётся почти полным, и не до конца прореагировавшую смесь, например, на основе алюминия с кислотой или щёлочью нужно удалять из бака и только потом можно добавлять новые реактивы. После удаления отработанных реактивов и добавления новых, обеспечить надёжную герметизацию заправочного отверстия, так как бак будет находиться под некоторым давлением.

Алюминиевая энергетика оказывается не такой уж и экологически чистой. Для перехода автомобилей на алюминиевое топливо необходимо во много раз увеличить количество электрической энергии для получения алюминия и достаточного количества других химических реактивов.

Существуют химические способы восстановления алюминия, например, восстановление его с помощью более активных химических элементов. Эти и другие похожие реакции использовали для получения самых первых образцов алюминия, когда стоимость алюминия была сравнима со стоимостью драгоценных металлов. Пожалуй, возвращаться к тем временам не стоит.

Компонент комментариев CComment

Авторизация

Регистрация
  • Забыли логин?
  • Забыли пароль?

Самые читаемые

  • Контакты
  • Ложь и правда о патентовании
  • Предотвращение снижения плодородия почвы за счет использования возобновляемых источников энергии
  • Использование естественного холода
  • Выбор двигателей-генераторов для супермаховиков

Новое на сайте

Впечатления от Америки 03 марта 2020
Возможности комбинированных биогазовых установок 02 декабря 2019
BEVERLee Club в Таганроге 19 июня 2019
Ложь и правда о патентовании 24 июля 2018
Секреты бестопливных генераторов энергии 28 июня 2018

Copyright © 2018 Сергей Горенко | «Копирование и иное использование материалов без разрешения запрещено»

Анализ сайта altinfoyg.ru

  • Главная
  • О сайте
  • Интересные сайты
  • Сотрудничество
  • Контакты
  • Карта сайта