Загрузка ...Водородная энергетика. Применение водорода
В нетрадиционной энергетике используются:
- сжигание водорода с получением тепловой энергии;
- преобразование водорода в электрическую энергию (мотор-генератор, топливные элементы);
- использование в качестве топлива автотранспорта.
При использовании водорода для бытовых нужд применяются плиты, оснащенные водородными горелками, например, унифицированные газовые плиты ПГ-4 (ГОСТ 10799-77) с некоторыми изменениями в конструкции горелок.
Для обеспечения горячего водоснабжения и отопления домов водород сжигается с применением промышленных горелок.
Для обеспечения работы мотора-генератора мощностью 100 кВт в течение 1 часа необходимо 5,5 кГ или 61 нм3 водо рода. Для использования в энергосистеме предложена новая водородная установка с дизель-электрическим агрегатом УДТ мощностью 12 кВт, потребляющая 0,66 кг или 7,3 нм3 водорода за I час работы.
Для получения электроэнергии целесообразно применять водород-кислородные топливные элементы. При этом также решается проблема использования кислорода, полученного в процессе электролиза воды; водород и кислород используются в таком соотношении объемных частей: 2:1. Топливные элементы представляют собой химические источники тока, в которых активные вещества, принимающие участие в токообразующей реакции, в процессе работы непрерывно подаются к электродам. Топливные элементы имеют большую удельную мощность и высокий КПД. надежны в работе и комплектуются доступными активными материалами, бесшумны, в процессе работы не выделяют ядовитых веществ. В результате реакции образуется вода, которую можно использовать. Для получения 1 кВт*ч электроэнергии на топливном элементе необходимо израсходовать 0,371 нм3 или 33,12 г водорода и 0,186 нм3, или 133,03 Г кислорода (КПД топливного элемента равен 0,8, при окислении 1 нм3 водорода выделяется энергия в количестве 3,37 кВт • ч). Важной областью применения водорода является автотранспорт. Для заправки автотранспорта рассмотрены различные варианты использования топливных смесей и проведен расчет на 100 км пробега.
Так, при заправке грузового автомобиля природным газом на 400 км расходуется 7…8 баллонов природного газа объемом 50 л каждый (в 1 баллоне находится 10 нм3 природного газа под давлением 250 атм), энергетический эквивалент составляет 486 640 ккал или 565,5 кВт • ч. На 100 км пробега необходимо 2 баллона природного газа (142 кВт • ч).
При заправке бензином на 100 км расходуется 16,6 л бензина марки 76, при этом 1 л бензина расходуется на 8,57 кВт * ч.
При заправке водородом на 100 км пробега необходимо 42 нм3 или 4 баллона емкостью 50 л. При использовании жидкого водорода на 100 км необходимо 54,2 л (1 л жидкого водорода расходуется на 2,62 кВт • ч). При комбинированном использовании бензина и водорода (массовая доля Н2 составляет 5 сс расхода бензина) расход водорода равен 0,45 кг, или 5 нм3, бензина 8,25 кг, или 11,8 л. Установлено, что даже 5 %-ные добавки водорода к бензину повышают экономические показатели топлива до 25 %, при этом значительно снижается количество вредных выбросов в атмосферу.
Дата публикации: 28.04.2013
Стеклянные перегородки в стиле лофт: красота и строгость
Характеристики и варианты применения квадрокоптера Autel Robotics Evo Max 4T
