Nový pevný katalyzátor exceluje v rozkládání vody na vodík a kyslík  
Vezměte nikl. Potáhněte ho grafenem. A pak ještě naneste fosfid železa s manganem. Tak vznikne účinný katalyzátor pro elektrolytický rozklad vody.

 

Nový trojvrstvý katalyzátor. Kredit: Jeff Fitlow/Rice University.
Nový trojvrstvý katalyzátor. Kredit: Jeff Fitlow/Rice University.

Účinný rozklad vody na jednotlivé prvky je svatým grálem energetiků dnešní doby. Američtí vědci Rice University a University of Houston přišli s novým katalyzátorem, který by měl tento klíčový proces usnadnit.

 

Kenton Whitmire. Kredit: Rice University.
Kenton Whitmire. Kredit: Rice University.

Je to elektrolytický film, který tvoří trojvrstevná struktura z niklu, grafenu a fosfidu železa s manganem (FeMnP). Pěnový nikl poskytuje filmu velký povrch, vodivý grafen chrání nikl před degradací a fosfid železa z manganem zodpovídá za samotný rozklad vody na vodík a kyslík.


Chemik Kenton Whitmire z Riceho univerzity a jeho tým tento elektrolytický film vyrobili. Počítačový inženýr Jiming Bao z Houstonu se svým týmem zase film důkladně otestoval. Výsledky jejich práce publikoval časopis Nano Energy.
Whitmire s Baem vyvinuli materiál, který překonává obvyklé bariéry u katalyzátorů. Dobré katalyzátory totiž buď rozkládají vodu a získávají vodík anebo získávají kyslík ale nikoliv oba dva prvky zároveň. Whitmire k tomu dodává, že vodík obvykle vzniká v kyselém prostředí, zatímco kyslík v zásaditém. Jejich materiál je stabilní a přitom to zvládne obojí zároveň.

 

Jiming Bao. Kredit: University of Houston.
Jiming Bao. Kredit: University of Houston.

Standardním materiálem pro rozklad vody na vodík je dnes platina. Což je velmi drahá záležitost. Whitmire, Bao a spol. naproti tomu použili poměrně dostupné a laciné materiály. Jejich nový katalyzátor také ke svému provozu potřebuje méně energie.

Nový katalyzátor v elektronovém mikroskopu. Kredit: Desmond Schipper/Rice University.
Nový katalyzátor v elektronovém mikroskopu. Kredit: Desmond Schipper/Rice University.

 

Badatelé postupovali při výrobě svého elektrokatalyzátoru tak, že nejprve pomocí procesu chemické depozice z plynné fáze (CVD, chemical vapor deposition) potáhli pěnový nikl grafenem a na něm pak stejným způsobem vytvořili vrstvu z fosfidu železa s manganem. Testy pak následně potvrdily, že takto vytvořený katalyzátor funguje jak pro rozklad vody na vodík, tak i na kyslík.


Nový katalyzátor je vhodný pro výrobu v průmyslovém měřítku. Měl by nalézt uplatnění při produkci vodíku nebo kyslíku v zařízeních poháněných solární nebo větrnou energií, která využívají elektrokatalýzu pro uskladnění energie. Použité postupy by také mohly posloužit k výrobě dalších pokročilých materiálů. Fosfidy kovů mohou katalyzovat i řadu jiných reakcí, než jenom rozklad vody na vodík a kyslík. 

Literatura
Rice University 26. 7. 2017, Nano Energy 39: 444-453.

Datum: 03.08.2017
Tisk článku

Chemické sloučeniny kolem nás ? Anorganika - Bárta Milan
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 199 Kč
cena: 175 Kč
Chemické sloučeniny kolem nás ? Anorganika
Bárta Milan
Související články:

Upravená bakterie vdechuje oxid uhličitý a dělá z něj palivo do motorů     Autor: Josef Pazdera (13.12.2009)
Jak z oxidu uhličitého vykouzlit metanol?     Autor: Stanislav Mihulka (11.02.2016)
Nová důmyslná molekula recykluje oxid uhličitý z atmosféry jako divá     Autor: Stanislav Mihulka (18.03.2017)



Diskuze:

Japné žerty Kentona Whitmire

Josef Hrncirik,2017-08-04 15:38:22

Nemá v mysli katalyzátor oxidace či redukce výfukových plynů, či rozkladu perhydrolu nebo hydrazinu pro pohon torpéd; ale jen vece, že katalyticky účinný povrch elektrody na které dochází k elektrochemickému ději tyto děje může významně urychlovat oproti použití méně vhodného materiálu.
Přeskupení chemických vazeb z počátečního stavu vyžaduje NAVÍC ještě určitou tzv. aktivační energii vzniku "přechodného stadia", větší pokud se má uskutečnit co nejpřímočařeji (bez vyčkání tvorby po energeticky schůdnější cestě s pomocí katalyzátoru(ů) tuto komplikovanější cestu umožňující).
Katalyzátor snižuje požadovanou aktivační energii a tím i přeměnu její části nekonzervované do nového produktu na teplo (ztrátu užitečné energie).
Zde tedy materiál elektrody je katalyzátor snižující ztráty energie (přepětí) nutné pro průběh elektrodových reakcí prakticky požadovanými "příliš vysokými" rychlostmi.

Alternativně i bez rafinovaných katalyzátorů fosfid železa s niklem a grafenem by v červeném žáru lehce s vodou uvolnil vodík a navázal na sebe kyslík z vody.
Vodík lze zpopelnit kyslíkem ze vzduchu, uvolnit užitečnou energii (exergii) a vodou zalít popel z nového excelentního katalyzátoru, rostliny zasazené do této zeminy pak z vody uvolní kyslík a využitím sušiny rostlin lze pak z původních popelů uvolnit výše zmíněný fosfid železa a spol. a furt dokola.

Kvůli jemným kličkám v patentovém řízení ve 4.ř v úrovni horní hrany svého portrétu z justičního paláce, však tento pyrolýzou (CVD procesy) vzniklý film musel Kenton nazvat elektrolytický film, aby zmátl nekalou konkurenci domnívající se že jde o film promítaný na povrch elektrody.
Již trochu pod obr u nového pevného excelentního katalyzátoru rozkládajícího vodu na vodík i kyslík naznačuje afroameričanům, že jde o výhodnou koupi 2 v 1 a vynikající nevyčerpatelný zdroj třaskavého vodního plynu.
Euroameričané pochopitelně ví, že nový film je velmi napínavý, avšak má nízká přepětí pro vodík (běžné) a současně pro kyslík (žádoucí a neobvyklé, navíc prý při dobré stabilitě (neprokázané)).
Pro zmatení nepřátel a rozšíření trhu uvádí, že vodík se obvykle vyrábí v kyselém prostředí a kyslík v zásaditém.
Vyrábět kyslík v kyselém prostředí není vhodné kvůli korozi anod a aparatury,
vyrábět vodík lze bez problému v obou.
Možná jim vnutí elektrolyzér se 2 elektrolyty a Nafionovou diafragmou a do série bipolárně zapojenými univerzálními trojvrstvými katalyzátory.
Experimenty pochopitelně měřili jen jako většina v 0,1 M KOH.

Dlužno však konstatovat, že překlad (interpretace) vlastností a možností této anody i ball breaking titulek na w4t.cz/vedci-konecne-prisli-na- levný způsob výroby energie z vody.(Z 23.5.2017 11:26)
je kupodivu ještě výživnější. Prostě pokrok nelze zastavit.

Odpovědět

H2O

Pavel Pesek,2017-08-03 20:26:47

Když se rozloží voda na původní prvky, tak vždy vznikne vodík a kyslík.
2H2O -> 2H2 + O2
Nemůže vznikat jen vodík nebo jen kyslík. Oba prvky musí vznikat v tomto přesném molovém poměru 2:1. Resp. si myslím, že původní anglická informace nebyla pochopena a přeložena správně.

Odpovědět


Re: H2O

Pavel Pesek,2017-08-03 20:33:07

A nebo je to celé fake. Rozkládat vodu na vodík a kyslík jsem dělal už na základní škole a stačili mi k tomu uhlíkové elektrody z baterek.

Odpovědět


Re: H2O

Milan Krnic,2017-08-03 21:34:25

Vodu rozložíme na prvky. Rozhodně nevzniknou.
Blbě to je napsané v originálu:
“Normally, a hydrogen evolution reaction is done in acid and an oxygen evolution reaction is done in base."
http://news.rice.edu/2017/07/26/triple-layer-catalyst-does-double-duty/
Trochu to vylepšují odkazem na "Hydrogen production" na wiki. Produkce, neboli výroba je v pořádku.
Tak ale to je taková prkotina. Drobný detail :)

Odpovědět


Re: Re: H2O

Florian Stanislav,2017-08-03 23:25:05

No právě, řeší se tu prkotina. Nechápu, co máte proti formulaci v článku a vzniku vodíku a kyslíku. Třeba při fotosyntéze vzniká kyslík a nikdo neřeší, že má jít o produkci čili výrobu.
Wiki, heslo chemický prvek :
"Chemický prvek je látka skládající se z atomů jednoho druhu (atomů se stejným protonovým číslem)."
Jestliže reakce vede ke vzniku prvku ( má atomy stejného protonového čísla), tak vzniká volný ( nesloučený) prvek. Jestliže třeba při té fotosyntéze vzniká glukosa, která obsahuje vodík i kyslík ( dokonce má tyto prvky v poměru 2:1 jako u vody), tak nevzniká prvek, ale sloučenina.

Odpovědět


Re: Re: Re: H2O

Milan Krnic,2017-08-04 00:00:24

Asi vám trochu nerozumím.
Že by při fotosyntéze vznikal kyslík, si nepamatuji, že bych kdy slyšel (což ale nic nedokazuje). Slýchal jsem, že fotosyntézou je produkován, nebo že ho tím rostliny produkují (což ale opět nic nedokazuje).
Že vzniká glukosa, tam problém ve formulaci nevidím. I ten kyslík jako prvek jistě vzniká, ovšem ne v předmětném rozkladu vody.
Vás když rozložíme, také z vás nevzniknou orgány.
Tak ale na co přesně formulovat. Kord ve vědě. Vždyť je to prkotina. Slovíčkaření :)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: H2O

Florian Stanislav,2017-08-04 00:45:19

https://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynt%C3%A9za
"Rozlišujeme fotosyntézu oxygenní (při které VZNIKÁ kyslík a pro jejíž zahájení je potřeba voda)..Světelná fáze
„Světelná fáze“ či „primární děje“ jsou reakce závislé na světle a uskutečňují se v thylakoidech. Při nich probíhá přeměna světelné energie (fotonů) na chemickou energii (ve formě NADPH a ATP). Jako vedlejší produkt světelné fáze VZNIKÁ kyslík."
https://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynt%C3%A9za#P.C5.AFvod_kysl.C3.ADku
Prostě fotosyntéza začíná fotolytickým rozkladem vody, vzniká kyslík a vodík se váže ( NADPH), další fáze je fixace CO2, což může být i temnu.
Nerozumím o co Vám jde. Při fotosyntéze vniká kyslík a v článku z vody vzniká vodík a kyslík. Podle Vás s vody nevzniká a basta. Prostě prkotinotvorba.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: H2O

Petr Kr,2017-08-04 07:26:04

Myslím, že všichni vědí o co jde. Ale chemici opravdu často mluví o vzniku:
"Chemické reakce jsou děje, při kterých z výchozích látek (reaktantů) vznikají látky jiného složení (produkty)" (http://www.wikiskripta.eu/index.php/Chemick%C3%A9_reakce)
Prostě to tam nebylo a pak to tam je. A to je dle mne produkce, výroba, ale i vznik. Nevyrábíme tu totiž kyslík jako atom!!! Vzniká molekula!!!! Nová chemická látka! Ne hmota jako taková! Vzniká O2. Ten kdo mluví o vodíku a kyslíku, nemyslí prvky, ale molekuly plynu. A to je ten rozdíl.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: H2O

Josef Hrncirik,2017-08-04 08:25:01

Nihil novum sub Sole.
Atomy jsou věčné a nedělitelné jako lidské práva.
Skutečně neopominutelné zajímavé a prakticky důležité děje ale nastávají až při jejich anihilaci nebo rozpadu či slučování nebo alespoň dělení, což dlouhodobě zkoumá a hodlá aplikovat ve velkém ministerstvo energetiky.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: H2O

Milan Krnic,2017-08-04 10:03:25

Všichni vědí, o co jde, ale vy, jediný, to napíšete :)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: H2O

Florian Stanislav,2017-08-04 10:06:59

Jistě , právě všichni ví, že jde o vznik molekul prvku vodíku a molekul kyslíku. Bože ,to je drama, produkce nebo vznik a vznikají molekuly ! Kdyby šlo o přechodně vzniklé atomy třeba vodíku ve stavu zrodu, tak se to napíše.
http://enpedie.cz/wiki/Vod%C3%ADk_ve_stavu_zrodu

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: H2O

Josef Hrncirik,2017-08-04 11:42:55

Již v prváku na SPŠCH do nás tlačili, že vodík či kyslík in statu nascendi jsou ještě plni nadšení, které je však velmi brzy přejde, takže třaskavý plyn vodní sprška kosmických paprsků neodpálí na rozdíl od jiskry 20 uJ či třaskavého plynu chlorového.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: H2O

Milan Krnic,2017-08-04 19:21:48

"všichni vědí" byla nadsázka. Zjevně totiž ne. Je super, že se to zde v diskuzi lze lehko dozvědět. Máte stříbro. Tak jaképak drama. Děkuji.

Odpovědět


Re: H2O

Ludvík Urban,2017-08-04 13:09:00

Nedávno se psalo (tady na Oslu?), že z ekonomického hlediska je nepříjemným odpadem tohoto procesu peroxid vodíku. Snad až 10% (?). A je to vlastně odpad, snižující výnos.
A přišlo se na tom, že produkci peroxidu lze ovlivnit změnou spinu vazebních elektronů, a to tak, že na příslušnou elektrodu napatla nějaký materál.

Odpovědět


Re: Re: H2O

Josef Hrncirik,2017-08-05 21:12:54

H2O2 je poměrně drahá látka obvykle vyráběná elektrolytickou oxidací síranů či kyseliny sírové na lesklé Pt elektrodě s jedním z nejvyšších přepětí při potenciálu cca +2V.
Vzniklé peroxodisírany či persírová kyselina se hydrolyzují na H2O2 a kyselinu sírovou či sírany, které se po oddestilování H2O2 vrací znovu do oxidace.
Pokud by významně probíhala reakce 2 OH- -2e a nemuselo se jít přes oddělování od síranů, bylo by to lepší.
Pokud by nebyla nutná Pt anoda, byla by to přímo výhra.
H2O2 lze v rozumném výtěžku připravit i reakcí H2 + O2 = H2O2. Aby to nevybuchlo a nevznikla jen voda, musí se pracovat při tlaku méně než 1 kPa ve studeném (tichém, VF výboji podobně jako při výrobě O3 (tam však může být i atm. tlak).
Protože H2O2 je mnohem dražší než H2 a ev. vznikala jen snadno oddělitelná voda mohlo to být schůdné. Reakci H2 + O2 = H2O2 lze provést i v cyklu přes peroxidy dietylantracenu a jeho regeneraci hydrogenací, vše za mírných podmínek a bez výboje.
Autoři tvrdí, že jejich anoda uvolňuje kyslík s takřka rekordně malým přepětím, ale nutně žere min. 1,23 V + cca 0,3 V přepětí, oproti až 2 V na lesklé Pt, kdy částečně vzniká H2O2, O3, dokonce i OH* (radikál), ten se prý nejlépe vyoxiduje na N diamantovém povlaku (dopovaném B).

Odpovědět

vznik prvků

Vojta Ondříček,2017-08-03 15:36:37

Člověk se rád poučí. Kdysi se říkávalo, že vodík vznikl asi tak 380tisíc let po Velkým Třísku a kyslík následoval o nějakých 400 milionů let pozděj. Tady "Whitmire k tomu dodává, že vodík obvykle vzniká v kyselém prostředí, zatímco kyslík v zásaditém."

Ještě jeden detail:
Z mých amatérských pokusů vím, že na elektrodách "vznikající" :-) plyn tvoří díky povrchovému napětí elektrolytu bublinky, které se od elektrody "urvou" až při jejich určité velikosti a rychlosti proudění elektrolytu. Porézní povrch by možná usnadnil bublinkám déle setrvat na místě a tím snižovat aktivní plochu elektrody, tím zvyšovat lokální hustotu el. proudu a kazit již tak neuspokojivou energetickou účinnost.

Odpovědět


Re: vznik prvků

Petr Kr,2017-08-03 15:55:21

K první části: Vodík vznikl z "ničeho" a kyslík jadernými fúzemi ve hvězdách až z vodíku.
Tady v článku vzniká vodík ze sloučeniny vodík obsahující (vody) a kyslík podobně. Tedy "nevyrábíme", ale "získáváme" rozkladem.

Odpovědět


Re: Re: vznik prvků

Milan Krnic,2017-08-03 21:15:49

No, právě, že nevzniká.
http://www.slovnik-synonym.cz/web.php/slovo/vznik
Tak ale třeba nás jen Whitmire nechce přílišně zatěžovat technikáliemi :)

Odpovědět


Re: Re: Re: vznik prvků

Petr Kr,2017-08-04 07:33:01

Nevyrábíme tu kyslík jako atom!!! Vzniká molekula O2, nová chemická látka! Ne hmota jako taková! Ten kdo mluví o vodíku a kyslíku, nemyslí prvky, ale molekuly plynu, tedy H2 a O2. A to je ten rozdíl. Musíte pochopit i chemii.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: vznik prvků

Milan Krnic,2017-08-04 09:57:51

Díky za vysvětlení!

Odpovědět

ozónová vrstva

Peter Šarhan,2017-08-03 15:27:40

Pokud se rozjede vodíková energetika, určitě budou i úniky vodíku. Jaký to bude mít vliv na ozónovou vrstvu?

Odpovědět


Re: ozónová vrstva

Vojta Ondříček,2017-08-03 15:38:13

Volný vodík rekombinuje rád a ochotně s kyslíkem ... a voda v atmosféře nevadí.

Odpovědět


Re: Re: ozónová vrstva

Peter Šarhan,2017-08-03 15:42:20

O3 se také ochotně sloučí, takže voda místo ozónové vrstvy. Nemyslím, že by to byla výhra.

Odpovědět


Re: Re: Re: ozónová vrstva

Petr Kr,2017-08-03 15:48:11

Množství H2 navíc nebude reagovat pouze s O3. Minimálně je tu O2.
A pak, co ten vodík co už v atmosféře je?

Odpovědět


Re: ozónová vrstva

Petr Kr,2017-08-03 15:43:43

Vzduch obsahuje 0,000001 % (hmotnostních) vodíku. Spočtěte, kolik ho je v zemské atmosféře (5×10**18 kg) a porovnejte s tím, kolik očekáváte, že ho bude unikat. Ovlivní to alespoň změnu objemu vodíku o jedno promile jeho hmoty?

Odpovědět


Re: Re: ozónová vrstva

Peter Šarhan,2017-08-04 08:38:16

Díky za odpověď, téměř jste rozptýlil mé obavy :) .

Odpovědět

Nutno v tomto horku ochladit vřelé nadšení afroameričanů nad Excellovou tabulkou pilných chinoamericans v supplement table S1

Josef Hrncirik,2017-08-03 12:38:53

Přepětí oproti rozkladnému napětí vody 1,23 V je sice jen 0,28 V či i jen 0,23 V
leč při neprakticky nízké proudové hustotě 0,010 A/cm2.
Klamavá účinnost elektrolýzy pak je 81% či až 84%.
Při 0,1 A/cm2 pak 0,34 V či 0,27 V. Účinnost elektrolýzy pak je 78% či až 82%.
Při 1 A/cm2 pak 0,4 V či 0,3 V. Účinnost elektrolýzy pak je 75% či až 80%.
Problematická je ale vždy dlouhodobě klesající účinnost a životnost anod (oxidujících se), hlavně Fe, Mn, P vypadá na oxidující anodě podezřele, ale pokud i naoxidovaná vydrží a fachčí, fiat.
Zde pro jistotu uvedeno sledování přepětí jen po dobu 25 hod.
Kdyby to mělo krmit elektromobil cca 10 let (5 let ve dne z PV) pak by mě zajímala účinnost anod v půlce cyklu tj. po cca po 50 tisících hodin elektrolýz, tj. po době cca 2000 delší než nic neříkajících pohodových 25 h jednodenní záruky.
Klamavá reklama z excelentní Excellovské tabulky S1 však padá s fig. S7, kde se provalilo, že na 0,01 A/cm2 je zapotřebí napětí 1,6 V (tj. přepětí 0,37 V (místo 0,28 V)v tab. S1, či 0,35 V místo lživých 0,23 V).
Účinnost elektrolýzy pak je ve skutečnosti i pro pohodově malé proudové hustoty 0,01 A/cm2 jen 78% či jen 77%, pro vyšší proudové hustoty kontrolní date nejsou.
Pro kontrolu proudové účinnosti chybí plocha eldy.
Data sice odpovídají stechiometrii 2 H2/ O2, ale závislost moly- čas je podezřele lineární, přestože proud- čas je zřetelně nelineární (červený v S7a).
V elektromobilech s palivovými články optimisté plánují proudivou hustotu až 1,5 A/cm2, kdy pokles napětí (přepětí nutné pro intenzivní odběr) je i 0,9 V ze svorkových 1,23 V.
Při 1 A/cm2 ubyde 0,7 V a 0,1 A/cm2 žere 0,4 V.
Nutnost komprese H2 na 40 MPa a kyslík jen 0,2 MPa žerou nejméně 0,07 V.
Kombinace pohodové elektrolýzy 0,01 A/cm2 a pomalé jízdy 0,1 A/cm2 pak má chemickou účinnost max. 0,77*(1,23 - 0,4)/1,23 = 0,52 = 52%
S trafo, usměrňovačem elektrolýzy, motorem kompresoru a kompresorem 0,95**4 = 0,81
to pak dá 42% čistá noha.

Odpovědět


Re: Nutno v tomto horku ochladit vřelé nadšení afroameričanů nad Excellovou tabulkou pilných chinoamericans v supplement table S1

Josef Hrncirik,2017-08-03 12:43:32

Šotek v tom horku napsal 0,2 MPa O2, lapá po dechu, dostává jen 0,02.

Odpovědět


Re: Nutno v tomto horku ochladit vřelé nadšení afroameričanů nad Excellovou tabulkou pilných chinoamericans v supplement table S1

Petr Kr,2017-08-03 18:26:05

Zřejmě proto to nazývají film. Bude to jako toaletní papír na ruličce a bude se to převíjet na druhou cívku. Vysloužilý katalyzátor se potom "vypere" zlatem a platinou v Číně nebo někde v Africe a recyklovaný se opět vrátí do USA.

Odpovědět

Vodíková energetika,

Jaroslav Lepka,2017-08-03 10:38:58

to by mohlo vyjít. Sice vybuchne pár zásobníků, ale i to se snad vyřeší, až obsluha zjistí, že kouřit u toho je blbost.
Ještě vyřešit, resp. zefektivnit možnosti skladování.

Odpovědět


Re: Vodíková energetika,

Pavel Lechner,2017-08-03 12:43:22

Ono to je nevyhoda vodíku že je vybušny už při styku s kyslíkem, kouřit tedy nemusíte a dojde k nehodě už jen při uniku vodíku.

Odpovědět

Doplňující dotaz (dva, tři...)

Marek Setíkovský,2017-08-03 10:22:37

Jako u všech podobných nadějných vynálezů mně i zde chybí informace, zda je množství potenciální energie získatelné z produktů reakce (vodíku a kyslíku) větší, než CELKOVÉ množství energie použité na vstupu.
Obdobně by mne zajímalo, jaký je poměr veškeré energie, potřebná pro vznik moderního solárního panelu ku celkovému množství energie týmž solárním panelem vyprodukované za dobu jeho životnosti. Před patnácti lety byl tento poměr ještě v neprospěch výstupu. Od té doby vývoj jistě pokročil, ale kýženou informaci se mi už nedaří najít...

Odpovědět


Re: Doplňující dotaz (dva, tři...)

Jaroslav Lepka,2017-08-03 10:32:36

Dovolím si parafrázovat pana Jana Kantůrka, geniálního překladatele rovněž geniálního T.Pratchetta:
"Fyziku neoščiješ!" a zákon zachování energie tuplem ne. Naše babičky říkávaly: Kde nic není, ani čert nebere, proto není jiná možnost, než že dodaná energie na elektrolýzu = energie získaná spálením vodíku, mínus ztráty při výrobě. Ergo jediný efekt to bude mít jednak v možnosti akumulace a jednak v logistice. Obojí ale stojí za to, protože současná podpora elektromobility, jakožto možného tlumiče výkyvů v produkci OZE je cesta do pekel.

Odpovědět


Re: Doplňující dotaz (dva, tři...)

Petr Kr,2017-08-03 15:33:49

Je rozdíl:
1. Vzít energii a vyrobit jinou formu (elektrolýza). Zde nikdy nebude produkt mít více energie, pokud ho budu vracet zpět do původní formy. Vždy ztrácím a pouze účinnost mi řekne, jak moc efektivní to je.
2. Vzít energii a vyrobit přístroj na výrobu energie. Zde je blbost vyrobit "motor", co nevyrobí pak více energie, než bylo potřeba na jeho výrobu. Ovšem energii tento "motor" vyrábí přeměnou jiné energie na elektrickou (sluneční záření, uhlí, potenciální energii větru nebo vody).

Odpovědět


Re: Re: Doplňující dotaz (dva, tři...)

Marek Setíkovský,2017-08-03 19:18:20

1. Ano, ale nejsem chemik/ fyzik a domníval jsem se, že katalyzátor (o kterém článek je) tu energetickou bilanci obrátí. Jestliže tedy ne, je nadále "výroba" vodíku jenom typem ztrátového akumulátoru energie.
2. Dobře vysvětlená moje otázka... ale hledám na ní odpověď. Takže do třetice a lépe: Kromě toho, že na výrobu elektřiny potřebuje panel sluneční záření, je vůbec schopen za dobu své životnosti PŘEMĚNIT tolik energie, kolik padne na jeho výrobu? Nebo stručněji: Není blbost vyrábět současné panely?

Odpovědět


Re: Re: Re: Doplňující dotaz (dva, tři...)

Petr Kr,2017-08-03 21:26:39

1. Ale o to jde, najít akumulátor energie s nízkými ztrátami, technologicky jednoduchý, levný a s vysokou schopností kumulace. Vždy to bude se ztrátou původní energie.
2. Bylo blbost vyvinout první parní stroj? Kolik to stálo energie, času a peněz. Bylo blbost postavit první letadlo? Vždyť to ani nelétalo, tak proč to někdo vyráběl? Proč lidé kouří, když to stojí peníze a ničí si zdraví? Prostě někdy se těžko odpovídá a ten efekt není jen ekonomika krátkodobá. Ale blbost to určitě není. Jinak si myslím, že dnes si to asi energii na sebe vyrobí. Ovšem také záleží, co se do toho počítá. Jestli uvážíte i ztráty z toho, že to dotujeme a že by za tyto peníze mohl jinde vzniknout větší efekt, jestli započítáte i úplnou likvidaci a nápravu krajiny atd.

Odpovědět


je vůbec schopen za dobu své životnosti PŘEMĚNIT tolik energie, kolik padne na jeho výrobu?

Bohumír Tichánek,2017-08-05 20:14:25

Jeden z prodejců nabízí "Fotovoltaický solární panel 100W naše cena s DPH (21 %): 2 990 Kč"
Zaokrouhlím: panel 100 W stojí 3.000 Kč
************
Zvolím neskutečný přístup, kdy celá prodejní cena byla potřebná pro výrobu panelu. Ať nutná energie se bere výhradně z ušlechtilé elektřiny, v ceně 5 Kč/kWh. Ať celá výroba panelu spočívá v dodávce elektřiny - volím nejhorší (neskutečné) podmínky pro výpočet, zda panel dodá během své životnosti tolik energie, co vyžadoval jeho zrod.
3.000 Kč/5 Kč/h = 600 h
Podíl sděluje, že za 600 hodin panel vyrobí tolik elektřiny (stálý výkon 100W), kolik bylo potřeba na jeho výrobu.
600 h/8 h/den = 75 dní
Pracuje-li panel 8 h/den, pak spotřeba energie na jeho výrobu se vrátí za 75 slunečních dní.
Ve skutečnosti tedy dříve, vzhledem ke zvoleným absurdním vstupním hodnotám. (Jednoduchý výpočet zde nesledoval ekonomickou návratnost investice)
*
Je-li předložená úvaha chybná, děkuji předem za nápravu.

Odpovědět


Re: je vůbec schopen za dobu své životnosti PŘEMĚNIT tolik energie, kolik padne na jeho výrobu?

Bohumír Tichánek,2017-08-05 23:11:30

V nápravě odhaduji, že výsledek má být jiný, 10x delší.
Pro výkon 1.000 W by zřejmě výpočet byl v pořádku. Kdežto při zadaném výkonu 100 W bude třeba 750 slunečních dní. Ovšem vzhledem k absurdním vstupním hodnotám to bude mnohem méně.

Odpovědět


Re: je vůbec schopen za dobu své životnosti PŘEMĚNIT tolik energie, kolik padne na jeho výrobu?

Petr Kr,2017-08-07 07:58:38

100 W je maximální výkon? Kde svítí slunce 365 dní na maximum?
1 kWh = 1 000 W * 1 h
Panel funguje bez další elektroniky? Je to bezobslužné? Jaké náklady jsou za připojení? Montuje se to rovnou na zem? Kabely k tomu jsou zdarma? S jakým úrokem počítáte při výpočtu návratnosti? Zaokrouhlujete často tak razantně, že najdete minimální cenu a upravíte ji o 0,3333% a pak ji dělíte velice přibližným údajem?
Takže návratnost cca 8-10 let jen samotný panel?

Jiný nejmenovaný výrobce:
Fotovoltaika 3,24 kWP - s akumulací do baterií C3.6 za 206 043,- Kč.
To mi vychází na dvojnásobek, tedy 100 W přes 6000,- Kč. Takže reálná návratnost okolo 20 let? S uvážením úroků se to asi nezaplatí nikdy.

Odpovědět


praktické údaje

Vojta Ondříček,2017-08-07 14:42:52

V Rakousku lze získat z panelů o výkonu 1kWp za jeden rok průměrně 900 až 1500kWh elektrické energie. To je v závislé od lokality a platí pro FV panel sledující Slunce tak, že záření dopadá v pravém úhlu na panel. Při pevné montáži panelů lze počítat s polovičním výnosem.
Tady, poblíž Vídně (platí asi i pro Břeclav) mohu tedy počítat prakticky se ziskem 500kWh za rok. Je-li cena FV panelů o výkonu 1kWhp 200€ (50 000kč) tak mi vychází nulový zisk/ztráta při běžné ceně kWh ze sítě na dobu aspoň 20 let a to bez měniče, bez akumulátoru, bez montáže, bez servisu a bez oprav.

Proto je to bez dotací ztrátové tam, kde je energetická síť k dispozici. Smyslu plné použití FV panelů může být na místech bez energetické sítě a nebo na místech, kde by koupená kWh vyšla aspoň na dvoj až pětinásobek běžné ceny. Alternativou mohou být eventuelně centrály na naftu, nebo na benzín. Z nich se získá z 1 litru paliva ideálně zhruba 3kWh el. energie, to znamená cenu 10kč/kWh (ovšem jen při jmenovitém výkonu).

Odpovědět


Re: Re: je vůbec schopen za dobu své životnosti PŘEMĚNIT tolik energie, kolik padne na jeho výrobu?

Bohumír Tichánek,2017-08-07 18:57:22

Díky za reakci Petru Kr
Dva dny nikdo neodpovídal na dotaz "Marek Setíkovský,2017-08-03 10:22:37" i na jeho opakování. Zvolil jsem proto zvláštní řešení pro vyhledání mezního času (dní), než světelný panel doplní elektřinu, kdysi nutnou k jeho výrobě. Vaše tázací věty však sledují jinou záležitost - splacení počáteční investice. I Vaše poslední věta tomu nasvědčuje: „S uvážením úroků se to asi nezaplatí nikdy.“
Ve svém příspěvku jsem však uvedl: „(Jednoduchý výpočet zde nesledoval ekonomickou návratnost investice)“

Váš údaj „100 W přes 6000,- Kč“ je jistě správný, však uvažuje i akumulátor.

K mému výpočtu jsem připsal: „absurdní, neskutečný přístup“. Přesto mám za to, že zjišťuje (omezuje) maximální možný čas, nutný k zodpovězení otázky pana Marka S. Skutečný čas pak bude mnohem kratší.

Odpovědět


Re: Re: Re: je vůbec schopen za dobu své životnosti PŘEMĚNIT tolik energie, kolik padne na jeho výrobu?

Vojta Ondříček,2017-08-07 20:42:04

To přece záleží na tom, co všechno započítáme do té energie potřebné na výrobu FV panelů.
Může tam být zahrnuta i energie na vaření jídla pro zaměstnance fabriky a energie potřebná na výrobu cementu a ocele na stavbu té fabriky a tím i energie vynaložená na stavbu cementárny a ocelárny.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: je vůbec schopen za dobu své životnosti PŘEMĚNIT tolik energie, kolik padne na jeho výrobu?

Milan Krnic,2017-08-09 20:30:23

To je mi právě libí na propočtech jakýchkoli nákladů. Rozhodně záleží, jak kauzálně daleko jdeme, a to snad nikdo nezohledňuje. Ono obdobně je to i v jiných činnostech (třeba trestním právu).
Bylo by super, kdybychom se na tom někdy dokázali dohodnout. Ale jaksi mě nenapadá, jak by to třeba i hypoteticky bylo možné.
Mezitím na celé čáře vyhrává sběr a pálení soušek z lesa :)

Odpovědět


Re: Re: Re: Doplňující dotaz (dva, tři...)

Josef Hrncirik,2017-08-07 22:18:13

Panel jako takový při 1 kWp a 140 Wp/m2 má tedy cca 7 m2.
Za rok vyrobí určitě 500 kWh.
Pokud by veškerá energie šla do výroby Al při optimistických 12 kWh/kg , panel by ideálně každým rokem ztloustl o 1,7 mm Al (4,6 kg Al/m2).
Žádný konstrukční materiál tolik energie nežere jako výroba Al, možná jen čištění monokrystalů křemíku a epitaxní nárůsty, ale ty jsou dost tenké.
Energetický ekvivalent 3 mm Al (tj. za 5 let provozu panelu pravděpodobně energii ztracenou přímo do hmoty panelu pokryje.
Na druhou stranu 12 kWh vražených do výroby kg Al by stálo jen řekněme cca 7,-Kč ale nutno hradit i další položky výroby, odpisy a zisk ...trvale udržitelný rozvoj... a prodejní cena plechu je pak alespoň cca 70,-/kg ev. 190,-/m2 tl. 1mm, ale je v tom i podíl ceny vedlejších spotřeb energie pro onen ...trvale udržitelný rozvoj...(nejspíš však méně než 1/10 pro Al).
Potom bych odhadoval, že samotný panel by se energeticky celospolečensky (ale to je podvratné a zakázané!) vrátil za cca 10 let.
Mám dojem že v Německu je nutno při plánování (projektování novostaveb) postupovat podle normované metodiky zohledňující tepelné ztráty konstrukce i životnost a energetickou náročnost (ev. dotaženou až do vynaložené exergie či dokonce uhlíkové stopy).
Pochopitelně problémy nastávají při ocenění životnosti a náročnosti energie pro trvale udržitelný rozvoj.
Energetický mix a např. topné náklady jsou různé v různých zemích ev. se s vývojem mění.
Ale pro tyto výpočty a strategie si snad pěstujeme ekology.

Odpovědět


Re: Doplňující dotaz (dva, tři...)

Vojta Ondříček,2017-08-03 15:41:05

Perpetuum Mobile se přes veškerou staletou snahu alchymistům nepodařilo vyrobit. A asi je to tak dobře. :-)

Odpovědět


Re: Re: Doplňující dotaz (dva, tři...)

Mirek N,2017-08-11 09:47:23

... :-D , alchymisté na to jdou špatně, proto se jim nedaří. Naopak ekonomové/finančníci to vzali za "správný konec" a perpetuum mobile provozují v globálním měřítku už cca 40 let (produkce energie /aka Peníze/ z hovna).

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