Budoucnost patří aluminiu  
Kdo by neznal prorocký citát Járy Cimrmana, kterému současnost dává stále více za pravdu. Naposledy je to v oblasti palivových článků, respektive uložení vodíku pro ně.


Meziatomové skladiště vodíku
Už delší dobu se vědci a technici po celém světě pokoušejí zkonstruovat vozidlo na vodíkový pohon, které by ve všech svých parametrech mohlo konkurovat stávající benzínové nebo naftové variantě. Přínos je nesporný, žádné exhalace, z výfuku vodíkového motoru jde jenom vodní pára (což je bohužel velmi silný, doposud opomíjený a tolerovaný skleníkový plyn), žádný zlovolný oxid uhličitý. Má to ale problémy a tím nejhlavnějším je uložení vodíku. Klasické natlakování vodíku do nádrže není to pravé ořechové. Je potřeba vodík udržovat za velmi nízké teploty a pod velmi velkým tlakem, aby to auto mělo vůbec nějaký dojezd. Proto se vědci zaměřují na hledání jiných variant uložení vodíků a mezi nejnadějnější patří uložení vodíku v prostorech mezi atomy nějaké slitiny.

 

Zvětšit obrázek
Schéma krystalových struktur (a) Al2Cu and (b) Al2CuHx (Kredit: Saitoh a kol., APL

Doposud se experimentovalo se sodíkem, hořčíkem, nebo bórem, ale to není to pravé ořechové. Je to toxické, může to svévolně vytvářet výbušné směsi. Skupina japonský vědců (zde neplatí, že i  šikovní Japonci jsou se silami na konci) zaměřila svoji pozornost na slitiny hliníku. Zde je potřeba objasnit, v čem přesně spočívá meziatomové uložení vodíku. V normální látce je vodík vázán chemickou vazbou k dalším prvkům a pro jeho uvolnění je potřeba překonat energie této vazby.  Meziatomární skladování naopak počítá s tím, že vodík se nasune do mezer mezi atomy a nebude se chemicky nijak vázat na okolí. Tým vědců z Japonské agentury pro atomovou energii a university v Tohoku pod vedením Hiroyuki Saitoha zkonstruoval slitinu Al2CuHx, kde x = 1. Tedy prozatím nic moc, na jednu molekulu Al2Cu připadne jeden atom vodíku. Navíc výroba je velmi náročná, probíhá při tlaku 10 giga pascal a teplotě 800°C. Spíše než praktické technické řešení se jedná o krok základního výzkumu, který dokazuje, že podobné slitiny jsou možné. Tým se nyní zaměří na další výzkum, jednak zvyšování počtu atomů vodíku uvnitř a druhak méně náročné výrobní podmínky. Hliník a měď jsou přitom ideální materiály, jsou lehké, stabilní, levné a neprodukují nežádoucí sloučeniny, nejsou toxické.

Zdroj:

Synthesis and formation process of Al2CuH x : A new class of interstitial aluminumbased alloy hydride, Hiroyuki Saitoh, Shigeyuki Takagi, Naruki Endo, Akihiko Machida, Katsutoshi Aoki, Shin-ichi Orimo, and Yoshinori Katayama,   APL Materials 1, 032113 (2013); doi: 10.1063/1.4821632  http://dx.doi.org/10.1063/1.4821632

Autor: Martin Tůma
Datum: 06.11.2013 10:53
Tisk článku

Matematika pro dvouleté a tříleté učební obory SOU 1.díl - Calda Emil
 
 
cena původní: 152 Kč
cena: 152 Kč
Matematika pro dvouleté a tříleté učební obory SOU 1.díl
Calda Emil

Diskuze:

Katalyzátor na štěpení H2O - jednodušší cesta

Jaroslav Mrázek,2013-11-08 13:27:25

Jen musí být vše u spalování nerezové....

Odpovědět

čo už

Martin Pišoja,2013-11-07 23:19:04

Všetko je relatívne :) Potenciálnych riešení je nespočet veľa , ale ktoré je to správne

Odpovědět

Roky žiji v přesvědčení

Miroslav Gretschelst,2013-11-07 23:02:40

že problém nádrží pro vodíkový pohon je vyřešen a řeší se jenom palivový článek, neboť OSEL mě takto informoval:
http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&clanek=2656
a najednou je zase všechno jinak?

Odpovědět

Vyřešeno

Jaroslav Rosypal,2013-11-07 10:23:28

Nevím, proč se to ještě řeší. V sedmdesátých letech v Mladé frontě vyšel článek, který to popisuje (eště ho mám schovanej). Sovětští vědci zjistili, že krychlový decimetr kovové houby dokáže pojmout tolik vodíku, že na něj vozidlo ujede až 400 km. Akorát ještě nezjistili, jaký kov to zvládne.
Na tento článek navazoval další, kde novinář popisoval, jak sovětští vědci objevili řasy, které produkují vodík. Takže už jen stačí, jak dále článek pokračoval, zavěsit nad nádrže s řasami ony kostky metalické houby a vznikající vodík se bude absorbovat v nich. Co dodat.
PS: Ze stejného soudku tam byl i článek, jak se v Austrálii množí na jižních stranách střech solární panely.

Odpovědět

Re: Chybí mi srovnání,

Petr Nejedlý,2013-11-07 08:39:16

Molekula H2 může být sice malá, ale nadále respektuje Avogadrovu konstantu a jako každý slušný plyn zabere (při normálním tlaku a teplotě) 24200cm^3 na mol. A to je zoufale nízká energetická hustota.
Naproti tomu Al2Cu, při cca. 118g/mol a 4.4g/cm^3 uloží ten samý mol H2 do asi 54cm^3, což je 450x menší objem. Tedy jako bychom vodík stlačili na 45MPa při normální teplotě (nelineární jevy zanedbávám), nebo třeba 4.5MPa při -243C.
Jinak mnohem větším problémem vodíkové ekonomiky není vodní pára, ale sám vodík jako skleníkový plyn, a že ho uteče fakt hodně...

Odpovědět


Co skleníkový plyn ... spíš mě zajímá jiná věc

Jenda Krynický,2013-11-07 11:48:10

nebude on ten uniklý vodík v atmosféře stoupat až tak vysoko, že nám ho sluneční vítr odfoukne?

Odpovědět

???

Martin Pišoja,2013-11-07 00:43:02

•Istotne je zaujímave ziskavať vodík z vody, ale trošku energeticky náročné. Čo tak použiť niečo kde je v molekule (zlúčenine trošku viac vodíkov), hneď úvodom by som zobral napr. metán (CH4).
•Ako vodiča v našich klimatických podmienkach by ma skôr trápila kondenzácia vodných pár a ich dosah na stav vozovky pri teplotách < 0.

Odpovědět


-

Zdeněk Jindra,2013-11-09 19:43:43

Metan už se používá - zkratka CNG.
Vodní pára je i v současných výfukových plynech.

Odpovědět

Rinek Daniel,2013-11-06 19:24:30

Solarne panely na strechu, draty do vody a vyrabame vodik ;-)

Odpovědět


a vsichni zili stastne az do smrti

Daniel Konečný,2013-11-07 01:18:17

uz tak zouvale neefektivni zdroj chcete jeste s dalsima ztratama prevadet na vodik?

Odpovědět


Re: zouvale neefektivni zdroj

Rudolf Dovičín2,2013-11-10 02:48:17

44 % je zúfalo neefektívny?
http://NREL.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg

Akú že to má účinnosť väčšina elektrární ČR?

(A čo zásoby paliva?)

Odpovědět


Ano, 40%. Jenže čeho a za jakých okolností?

Jenda Krynický,2013-11-10 15:26:55

Nasněží -> výroba nula. Je pod mrakem -> výroba žádná celá nula prd.
Těch vašich slavných 40% je za ideální teploty, ideálního osvětlení, při kolmém dopadu, po pečlivém vyčištění (no, copak vám asi udělá s účinností pyl a prach?), ...
Pokud si započtete nutnost natáčení, čištění, údržby, několik měsíců kdy nevyrobíte prakticky nebo vůbec nic ... ano, u nás je to neefektivní.
A čísla z testů z pečlivě vybraných oblastí za pečlivě hlídaných podmínek jsou hezká, ale k ničemu.

Odpovědět

Vodní pára

Vojtěch Kocián,2013-11-06 18:45:08

Nechápu, odkud se vzalo tvrzení, že vypouštění vodní páry by mohlo nějakým znatelným způsobem přispívat ke skleníkovému efektu.

Pokud je mi známo, tak pokud zvýším koncentraci vodní páry ve vzduchu, zvýším i její tendenci kondenzovat a spadnout na zem. Mezitím dokonce vytvoří oblaka, která znatelně zvyšují albedo planety. Nehledě na to, že množství vodní páry uvolněné spalováním ať už uhlovodíků nebo čistého vodíku je naprosto zanedbatelné oproti tomu, co odpaří sluneční záření.

Odpovědět


-

Zdeněk Jindra,2013-11-09 19:41:31

Ale i CO2 podléhá podobným samoregulačním mechanismům a vzniká víc a jinde. V článku je zřejmě narážka právě na rétoriku kolem CO2.

Odpovědět

Chybí mi srovnání,

Jakub Rint,2013-11-06 17:14:06

kolik atomů vodíků je v určitém objemu této slitiny vs stlačený vodík, ale když si představím velikost molekuly AL2CuHx vs H2, tak nějak nechápu kde chtějí získat úsporu...
Kdyby byl funkční tokamak, tak není problém vyrábět "ekologicky" vodík, ale z článků zde na Oslu to vypadá, že možná jde o horizont 50 let...

Odpovědět


neni zatim potreba

Daniel Konečný,2013-11-06 18:52:30

mnohem blize k moznosti masoveho nasazeni maji mnozive thoriove reaktory. a toho je dost. tohle uz je jen a jen o lidech, kdy se rozhodnou, ze prestanou resit hovadiny a radeji se posuneme dal

Odpovědět

Vodík a skleníkový efekt

Karel Štolc,2013-11-06 14:49:22

článek je velmi zajímavý a výsledky v něm uvedené slibují přiblížení vodíkového hospodáŕství. Vodík je skutečně skvělé i když problematické palivo. Vyrobí se z vody a při jeho spalování vzniká opět voda. Perfektní nejen pro automobily. Jenže je tu problém, který H-nadšenci opomíjejí. Ten vodík je třeba vyrobit. Dosud především elektrolýzou vody (fotolýzu jako kdejaký plevel moc nezvládáme). Pokud není k dispozici zcela čistý zdroj elektrické energie, a ta se vyrábí spalováním fosilních paliv - jedná se pouze o přesun emisí z automobilů do elektráren (i když zde je větší možnost odvšivení spalin). A pokud by se mluvilo o vodíkovém hospodáŕství jako o zcela "ekologicky" čistých technologiich, pak je třeba započítat do bilancí i znečištění životního prostředí výrobními procesy, které zajišťují tyto technologie všemi tecnologickými prostředky - např. v tomto případě výrobu aluminiových sorbčnich slitin atd. Vodík je perspektivní a skvělý, ale je třeba nevidět pouze výsledky jeho spalování. KJS

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace