Новини » Любопитно

Бензин ли? Ще карат на таблетки!

28.09.2010г 

Бензин ли? Ще карат на таблетки! Учените са набелязали още един вариант за осигуряване на автомобилите с енергия, доста благоприятен от екологична и от икономическа гледна точка. Засега изследването е на етап лабораторни опити, но съвсем не е изключено те да са предвестници на преминаването на транспорта към нов формат гориво.

В момента по топливна ефективност и чистота на отработилите газове сред най-добрите комбинации за задвижване е "водород - горивни клетки". Последните имат доста по-висок КПД, отколкото двигателите с вътрешно горене, а на изхода на процеса има само водна пара. Засега те са доста скъпи, но учените работят върху тяхното поевтиняване. General Motors, например, вече има горивни клетки второ поколение, много по-компактни, леки и по-евтини от предишните.

Големият въпрос след цената е за най-добрия начин за съхраняване на водорода на борда на колата. Той може да бъде сгъстен или втечнен, но балонът в който се съхранява си е чиста бомба, пък и загубите не са малки - дори и да не се използва за процеса, след известно време се изпарява. Това налага да се търсят нови начини за безопасно съхранение при достатъчно количество на газа.

Специалистите предлагат най-различни и в някои случаи направо екзотични варианти. Японците предлагат да се съхранява в колата във вид на твърд полимер. Друг вариант е горивна клетка на основата на вандиев борид, а като енергоносител да се използва обикновено нишесте. Предлага се и още цяла група близки видове гориво - химически хидриди - твърди вещества или течности, които съхраняват в състава си водорода при по-висока плътност, отколкото тази на компресиран до 500-700 атмосфери или дори течен водород.

Химичните хидриди лесно изпускат водорода "при поискване" - да речем при леко нагряване /70-150 градуса/ или малко по-високи/. Това нагряване като остатъчна топлина могат да предоставят самите клетки при работата си. Сред най-перспективните хидриди е амонячният боран /ammonia borane/ или още боразан /borazane8/, чиято формула е H3NBH3. При атмосферно налягане и стайна температура това е твърдо съединение с плътност от 0,78 грама на кубически сантиметър в което има 20 масови процента водород.

Изследователи от Тихоокеанската Северо-западна Национална Лаборатория /PNNL/, са установили, че боразанът изпуска водорода много по-бързо, когато е нанесен върху наноструктурирана "горичка" от кварц. Това е много висок показател, позволяващ на теория да се създаде водороден автомобил с пробег равен на бензинов, и с боразанов "резервоар", равен по размери на стандартен резервоар.

Ключовият проблем, не само тук, но и при всички химически хидриди е възстановяването на дехидрираното /отработило/ гориво. Това трябва да просто, икономично и енергетично оправдано, иначе цялата магия губи смисъл. Учени от Националната лаборатория в Лос-Аламос, университета в Алабама и центъра за разработка на химически средства за съхранение на водорода на министерството на енергетиката на САЩ са намерили интересно решение. Те са открили, че една от формите на обработен боразан - полимерът полиборазилен /polyborazylene/, може да бъде превръщан обратно в боразан с помощта на евтини реагенти и малка порция енергия, като процесът с няколко последователни реакции може да протича в един обем. Това отваря възможност за крупномащабна промишлена преработка на полиборазилена, позволяваща да се затвори кръгът. Рециклирането на отработилия боразан трябва да става в химическо предприятие, което да отстрани всякакви проблеми. Това вещество отдавна се използва в химическата промишленост и има опит за безопасно боравене с него.

Подобен подход за решаването на проблема за съхранение на водорода използват и създателите на амонячни таблетки от датската компания Amminex. Материалът за таблетките са нарича AdAmmine. Той се получава по пътя на експозиция на амоняка в присъствие на соли от типа MCl2 / магнезий, калций и други метали/. Амонякът реагира със солите и образува сложен химически комплекс от рода на Mg(NH3)6Cl2. Това е съвършено безопасен, дори и на пипане, стабилен материал, който съдържа голямо количество водород в единица обем - около 110 грама на литър и на тегло - над 9%, и го отделя при нагряване.

Компанията вече прави различни по размер и състав негови вариации /Hydrammine/, и е разработила въпросите за използването на таблетките като източник на гориво за различни типове горивни клетки - високотемпературни, твърдооксидни или използващи директно амоняк. Hydrammine, съдържащ 4 килограма водород е еквивалентен на четири килограма течен водород, сгъстен 500 пъти. Това е достатъчно за изминаване от лек автомобил с водородни клетки на 300 - 450 километра.

Блокче "твърд амоняк" с тегло 100 грама съдържа 74 литра или 52 грама чист амоняк при нормални условия. Ако беше газ за достигане на аналогична плътност на "опаковането" му би трябвало да се използва налягане от 900 атмосфери. Блокче от 400 грама от същото съединение при КПД на енергийната уредба /горивни клетки/ е еквивалентен на един киловатчас електроенергия.

Общо взето, както и боразанът, така и таблетките със свързан водород могат да се окажат интересен вариант за захранване на транспорта на бъдещето. Но с това търсенията не спират, още изследователи експериментират с "опаковането" на водорода в съединения и комплекси, основани на литий, магнезий и бор. Работата отива натам, кой първи ще покаже автомобил зареждан с пачки твърдо гориво, "дишащо" водород.
Източник: Автопрес


Коментари

Добави коментар

Реклама