O vodíku


Vodík je najrozšírenejším prvkom vo vesmíre. Zemská atmosféra prvotné bola asi podobná ako na oblak plynu, ktorý vytvoril Slnka a planét. To pozostávalo prevažne z vodíka a hélia, spolu s metánu, amoniaku a vody. Elementárne vodík je diatomic molekuly s jednoduchou väzbou HH. Táto molekula ukladá veľké množstvo chemickej energie a môžeme použiť na palivá automobilov a výrobu elektrickej energie v budúcnosti.
 



Atómový vodík má jeden protón v jadre a jeden elektrón v Orbitálnym 1s. Deutérium je stabilný izotop vodíka s 1 neutrónov v jadre spolu s protónom. Trícium je rádioaktívny izotop s 2 neutrónov v jadre.

1 H jadro sa chová, ako keby to bol pradenia (s jadrovým spinom na 1/2). Ako viete z fyziky, rotujúce nabitá častica vytvára magnetické pole. Keď je jadro vodíka umiestnená do vonkajšieho magnetického poľa, to je najnižší stav energia je vodík magnetické pole opačnej vonkajšej oblasti oddelené malé energetickej medzery od štátu s vodíkom magnetickým poľom zarovnaný s vonkajším poľom. Vzhľadom k tomu, vodík magnetické pole sa mierne líšiť, ktoré elektróny okolo jadra, možno uložiť 1 H NMR spektroskopie poskytnúť informácie o životnom prostredí atómov vodíka v mnohých molekúl.



Molekulárne vlastnosti

Dva atómy vodíka sa môžu spojiť svoje elektróny za vzniku 2-elektrónový zväzok. Elementárne vodík, H 2, je najjednoduchšie molekúl. Čo vieme o vodíka?

  • Vodík je ľahší ako vzduch, horľavé, diatomic plyn. Je bezfarebný a iba mierne rozpustný v rozpúšťadlách.
     
  • Má teplotu varu v -253,5 st C.
     
  • Kovové platiny alebo teplo môže katalyzovať reakciu vodíka s kyslíkom za vzniku vody.
     
  • Vo vodíkových palivových článkov, chemická oxidácia vodíka na vodu vyrába elektrinu. (Toto je oblasť intenzívnej aktivity anorganických chemikov, pretože palivové články môžu nahradiť fosílne palivá pre pohon automobilov a znížiť našu závislosť na rope. Musíme lepšie anorganické materiály pre ukladanie vodíka, samostatné komponenty palivového článku, a katalyzujú oxidáciu / redukciu reakcia.)
     


Spaľovanie vodíka na elektrinu

Spaľovanie vodíka produkuje len vodnú paru a uvoľňuje 286 kJ / mol, energia, alebo 229 kJ / mol pre spaľovanie na kvapalnej vody.



H 2 + 1/2 O 2 H 2 O


Vodík je možné používať v bežných elektrárňach, v mieste zemného plynu alebo uhlia, pre ohrev vody a riadiť turbínu. Vodík elektráreň neprispievajú k znečisteniu ovzdušia.

Elektráreň poháňaný vodíkom išiel online v roku 2006 vo Fínsku. Elektráreň plánuje BP a Edison medzinárodne pre Carson, Kalifornia bude horieť vodík vyrobený z splyňovanie uhlia do roku 2011.

Projekt Futuregen, podporovaný Ministerstvom energetiky a konzorcium energetických spoločností, vybrala Mattoon, Illinois ako miesto čisté, vodík z uhlia-elektrárne. Avšak, DOE nedávno zrušilo projekt.

Vodík ako palivo prepravy

Vodík môže byť spaľovaný v motore s vnútorným spaľovaním. Vodík možno vyrobiť aj elektrinu na pohon vozidla pomocou vodíkových palivové články.

Nie sú žiadne komerčne dostupné autá, ktoré beží na vodíka, pretože problém s dodávkou. Nemáme vodík čerpacích staníc po celej krajine.

Autá, ktoré beží na vodíka sú v súčasnosti testované v Kalifornii a automobilky plánujú úžitkových vozidiel pre budúcnosť.



Vodíkové palivové články

Vodík Palivový článok je elektrochemický článok, ktorý využíva spontánnu reakciu redox vyrábať prúd, ktorý môže pracovať. Net Reakcia je exotermická. Kombinácia 2 potenciály polovice buniek pre elektrochemickej reakcie dáva pozitívny potenciál bunky.


H 2 + 1/2 O 2 H 2 O G f = -229 kJ / mol
H 2 2 H + + 2 e - E 0 = 0,00 V
O 2 + 4 e - + 4 H + 2 H 2 O E 0 = 1.23 V

Prúdi vodík na platinový katalyzátor pripojený k anóde. Molekulárna vodík je nezávislý na atomárneho vodíka na povrchu kovu a atomárneho vodíka sa oxiduje. Protóny cestovať cez tuhým elektrolytom, elektrolytom polymérne membránou alebo PEM a elektróny sa pohybujú vonkajším okruhu. Molekulárny kyslík sa redukuje na katóde a v kombinácii s protónmi za vzniku vody.



Skladovanie vodíka

Vodík môže byť komprimované a uložené v nádržiach. Chemici sa pracuje na syntéze nových materiálov, ktoré by mohli ukladať vodík, pri nižšom tlaku. Tam sú niektoré zaujímavé výsledky na skladovanie vodíka v uhlíkových nanorúrok a hydridy kovov.



Úvod

Spojené štáty spotrebujú takmer štvrtinu celkovej svetovej produkcie energie. Za osobu, používame viac energie ako ktorákoľvek iná krajina. Väčšina tejto energie je neobnoviteľný, z fosílnych palív.

Obnoviteľné zdroje energie, ako sú solárne a veterné energetike, výrobe elektrickej energie. Niektoré automobilové palivo pochádza z kukurice (bioetanol) a sóje (bionafta), ale vyžaduje to energiu z ropy a poľnohospodárskych chemikálií, takisto z ropy, rast týchto plodín.

Môžeme energie automobily s elektrinou? Tam sú niektoré nové elektrické vozidlá prichádza na trh čoskoro, Chevy Volt napríklad. Avšak, tieto vozidlá potrebujú veľké a ťažké batérie k napájaniu je a ich rozsah je len asi 40 mil

Jednou z možností je použitie elektrickej energie pre prevod vody do vodíkového plynu a kyslíkového plynu. K tomu je potrebné 229 kJ pre každý mol (asi 6 x 10 23 molekúl) vodíka vyrobeného. Pri izbovej teplote na úrovni hladiny mora, mol vodíka o objeme cca 25 L.



H 2 O H 2 + 1/2 O 2 G f = 229 kJ / mol



Vodík môže byť spálený vo vzduchu. To je podobné ako spaľovaní benzínu v typickom automobile. Ďalšou možnosťou je použitie zariadení volanie vodíkových palivových článkov pre prevod H 2 a O 2 v H 2 O a elektrickej energie. To môže poháňať auto na elektrický pohon. Vodíkovými palivovými článkami auto by mohlo byť ľahší, ako iné elektrické vozidlá, pretože by to nevyžaduje batérie a bude môcť cestovať oveľa dlhšie vzdialenosti.






Vulgárnosti a reklama budú vymazané. ( * povinné)
Meno: *
E-mail:


English version

Sponzorujte tento projekt a získajte tak reklamu pre vašu firmu. viac >>

 

Stále je možné získať akcie XTREAM a.s. 

Viac sa dozviete tu >>



Anketa

Akú farbu auta by ste si vybrali?
Hlasovalo 261 ľudí