Betekintés: A gépjárművek által okozott légszennyezés csökkentése, korszerű környezetbarát gépkocsi-konstrukciók, oldal #3

Figyelem! Ez itt a doksi tartalma kivonata.
Kérlek kattints ide, ha a dokumentum olvasóban szeretnéd megnézni!

yadékként, nagynyomású gázként) csak igen kis tömegű hidrogént tudunk tárolni, tehát a térfogategységre vonatkoztatott fűtőértéke mindössze kicsi, ráadásul a cseppfolyósításhoz -260°C szükséges. A hidrogént a vegyiparban, a gyógyszergyártásban, a gépiparban használják fel. Az energiaiparban, a villamos energiát termelő nagygenerátorok hűtésénél alkalmazzák. Energia (villamos és hőenergia) termelésre a tüzelőanyag-cellákban hasznosítható, ami környezetbarát technológia. Tüzelőanyag-cella:
A tüzelőanyagcella lényegében az oxigén és hidrogén kontrolált egyesülésének hatására végbemenő töltéscsere, amelynek hatására a reakcióteret lezáró speciális elektródák közt feszültség indukálódik. Az üzemanyag az

anódon oxidálódik, ezáltal elektronokat küld a külső áramkörbe, az oxidálószer a külső áramkörből elektronokat vesz fel, és így a katódon redukálódik. Az áramkört egy elektrolit teszi zárttá. A reakció
végtermékeként a villamos feszültség mellett kizárólag vízgőz keletkezik. A tüzelőanyagcella a hidrogén mellett képes minden más üzemanyaggal is működni, amely oxidációra alkalmas, de ekkor már veszélyes szennyezőanyagok is keletkezhetnek. Mivel a tüzelőanyag és az oxidálószer folyamatosan táplálható be a

berendezésbe olyan ütemben, amilyen ütemben van szükségünk az elektromos energiára, a berendezés folyamatosan üzemeltethető, azaz nem merül le (és így nem igényel újrafeltöltést) mint az akkumulátorok. A hidrogén/oxigén üzemanyagcellák elméleti hatásfoka kb. 83 %, a gyakorlati ugyan kisebb, de így is kb. 65 %. Az üzemanyagcellák jellemzői: • kitűnő hatásfok a teljes üzemelési tartományban; • gazdaságos üzemmód; • H 2 használata esetén nincs környezetszennyező emisszió; • a H 2 előállítható alternatív energiaforrásokkal (vízbontás napenergiával, mikroorganizmusokkal); • kis méretek, kis tömeg (nincs holtteher); • csendes üzemmód; • nincsenek mozgó alkatrészek (karbantartás!); • folyamatosan üzemelhet; • állandó feszültséget szolgáltat; • a hidrogénkészlet nem fogy el; • az elektromos hajtás előnyei érvényesülnek. Több típust különítünk el az alkalmazott elektrolit alapján, pl. szilárd oxidos, foszfor savas, alkálikus, olvadt karbonátos, polimer elektrolitos. A H 2 előállítása: A hidrogén bőségesen áll rendelkezésre: víz, földgáz (CH 4 ), kőolaj formájában, ill. többféle módon előállítható: • szénelgázosítás (C + H 2 O); • földgáz vízgőzös reformálás (CH 4 + H 2 O); • vízelektrolízis; -5-



• •

fotolízis napenergia felhasználásával; biomassza alapon H 2 termelő mikrobákkal.

A H 2 tárolása: A hidrogén problémája a tárolása. A gépjárművekben történő felhasználásához meg kell oldani a könnyű „tankolási” és a gépjárművön belül a tárolási gondokat. Olyan „üzemanyag-tankot” kell kifejleszteni, ami legalább 6 t% hidrogén tárolására képes, a tankállomáson 5 perc alatt újratölthető és a hidrogén az üzemanyagcella betáplálásához szükséges néhány bar nyomáson rendelkezésre áll, úgy, hogy a tank hőmérséklete ne haladja meg az 50°C-ot. Ha az újratöltés 5 perc alatt nem teljesíthető, akkor könnyen és egyszerűen cserélhető üzemanyagtartály jöhetne szóba, aminek feltöltését, regenerálását nem a töltőállomáson, hanem az erre a célra létesített üzemben végezik. Napjainkban a hidrogén tárolására:  cseppfolyósítás;  komprimált, nagynyomású hidrogén;  szilárd fázisú hidrogéntároló anyagok, beleértve a szervetlen hidrideket és bizonyos szerves vegyületeket (nanopórusos aromás polimerek) is;  molekuláris hidrogén adszorpciója megfelelő adszorbenseken. - A cseppfolyós hidrogén fajlagos H 2 -tartalma 100 %, azonban ha a tartály tömegét is figyelembe vesszük, akkor ez alig éri el a 6-8 %-ot. Két további kedvezőtlen tulajdonsága: az elkerülhetetlenül végbemenő párolgási veszteség, és a hidrogén cseppfolyósítás költsége, ami a kinyerhető energia legkevesebb 30 %-ára tehető. - A másik lehetőség a kompresszió. A konvencionális acéltartályok tömegre vonatkozóan 1 % hidrogént képesek tárolni. Speciális szénszálerősítésű térhálós műanyag alapú tartályokban 700 bar nyomást lehet elérni, így a gáz sűrűsége kb. fele a cseppfolyós hidrogénének. Konvencionális acéltartállyal (150 bar) felszerelt autóbuszok már közlekednek, azonban a 700 bar nyomáson működő megoldás a gépjármű-közlekedésben nem biztonságos, a meghibásodások és balesetek miatt. (A metanolt pl. magában a berendezésben lehet hidrogénre és szén-dioxidra bontani.) H 2 tárolás fémhidridekben: A fémhidridek es

«« Előző oldal Következő oldal »»