Главная / Физика / Исследовательская работа на тему "Водородная энергетика"

Исследовательская работа на тему "Водородная энергетика"

Название документа Водородная энергетика.docx

СЛАЙД 2Энергосбережение – это повышение энергоэффективности страны!!

СЛАЙД 3 В настоящее время на ископаемые виды топлива приходится 90% мирового потребления энергоресурсов, в том числе на нефть — 40,1%, уголь — 27,8%, природный газ — 22,9%.

Итак, около 90% энергии мир получает, сжигая ископаемое топливо.

СЛАЙД 4Сегодня многие передовые страны все более пристально рассматривают водород как основу энергетики завтрашнего дня. На фоне катастрофического ухудшения экологического состояния планеты и истощения ресурсов углеводородного сырья, заманчиво использовать водород как абсолютно безвредное топливо для средств транспорта, обогрева жилищ, в автономных и стационарных источниках вторичной энергии. И наиболее заманчивым методом получения водорода является электролиз воды. Ведь сгорая, водород опять даст ту же воду. Поистине неисчерпаемый источник горючего!

СЛАЙД 5 Переход на водородную энергетику означает крупномасштабное производство водорода, его хранение, распределение и использование для выработки энергии с помощью топливных элементов. Водород находит применение и в других областях, таких как металлургия, органический синтез, химическая и пищевая промышленность, транспорт и т.д. Судя по современным темпам и масштабам развития водородной энергетики, мировая цивилизация в ближайшее время должна перейти к водородной экономике.

ОПЫТ Вспомним школьный опыт: бросаем в воду натрий, и начинает выделяться водород. Представьте себе, что это происходит в камере сгорания: водород в свободном виде появляется только там, где ему и положено взорваться.

СЛАЙД 6 В свободном состоянии и при нормальных условиях водород — бесцветный газ, без запаха и вкуса. Относительно воздуха водород имеет плотность 1 к 14.

Водород при соединении с кислородом имеет самое высокое содержание энергии на единицу массы: 120.7 ГДж/т.

СЛАЙД 7 При сгорании водород превращается в воду и полностью возвращается в круговорот природы.

Весовая теплотворная способность водорода в 2.8 раза выше по сравнению с бензином.

Энергия воспламенения в 15 раз меньше, чем для углеводородного топлива.

Максимальная скорость распространения фронта пламени в 8 раз больше, а излучение пламени в 10 раз меньше по сравнению с углеводородами.

При использовании водорода как топлива не выделяются вредные вещества.

Запасы водорода, связанного в органическом веществе и в воде, практически неисчерпаемы. Разрыв этих связей позволяет производить водород и затем использовать его как топливо.

СЛАЙД 8-9 В настоящее время в мире большая часть производимого в промышленном масштабе водорода получается в процессе паровой конверсии метана. Полученный таким путем водород используется как реагент для очистки нефти и как компонент азотных удобрений, а также для ракетной техники

СЛАЙД 10 Электролитический водород является наиболее доступным, но дорогим продуктом. Особый интерес представляет электролиз в сочетании с возобновляемыми источниками энергии. Например, Исследовательский центр Энергии Университета Гумбольта разработал автономную солнечно-водородную систему, которая использует фотоэлектрический элемент мощностью 9.2 кВт, чтобы обеспечить привод компрессоров для аэрации бассейнов рыборазведения, и биполярный щелочной электролизер мощностью 7.2 кВт, способный производить 25 л H2/мин. Система работает автономно начиная с 1993 г. Когда отсутствует солнечный свет, запасенный водород служит топливом для полуторакиловаттного ЭХГ, обеспечивающего привод компрессоров.

СЛАЙД 11 Потенциал применения водорода

Автомашины и камеры сгорания летательных аппаратов сравнительно легко конвертируются на применение в качестве топлива водорода. Впервые автомобильный двигатель на водороде работал в блокадном Ленинграде в 1942 году. В 80-е годы Авиационный научно-технический комплекс (АНТК) имени А.Н. Туполева создал летающую лабораторию (на базе самолета ТУ-154В), использующую в качестве топлива жидкий водород. В результате был создан первый в мире самолет на криогенном топливе — жидком водороде и сжиженном природном газе— ТУ-155. СЛАЙД 12 Системы топливоснабжения жилых домов – еще один потенциал применения водорода.

Однако наибольшее внимание привлекают к себе топливные элементы. Топливные элементы (электрохимические генераторы) - тип технологий, использующих реакцию окисления водорода в мембранном электрохимическом процессе, который производит электричество, тепловую энергию и воду. Американская и советская космические программы использовали ЭХГ в течение десятилетий. Постоянный ток, образованный экологически приемлемым путем, подводится к этим емкостям с водой. Они разделены мембраной, которая пропускает только определенные частицы. Водород поднимается вверх в виде пузырьков газа с отрицательным зарядом, кислород – с положительным. Оба газа можно хранить и превращать в энергию по мере надобности. Это происходит в топливной ячейке.

Топливная ячейка состоит из пяти частей. Две биполярные пластины снаружи, посредине два платиновых каталитических конвертера, и в центре – пористая мембрана. Электроны водорода, как электрический ток, проходят через потребителя, протоны водорода проходят через пористую мембрану и реагируют с кислородом, образуя воду. Взаимосвязанные топливные ячейки приводят в движение двигатель.

Топливные элементы для привода автомобилей и автобусов успешно разрабатываются для следующего поколения транспортных средств, а также для автономных систем энергопитания. В США, Германии, Японии, Канаде созданы и эксплуатируются опытные водородные автозаправочные станции.

Первый автомобиль на топливных элементах был показан компанией Daimler-Benz в 1994 г. Топливные элементы и бак, содержащий 100 л жидкого водорода, расположены под полом, что обеспечивает достаточное пространство в салоне для пассажиров и багажа. Мощность электромотора — 74 л.с., максимальная скорость — 160 км/ч, запас хода — 450 км. 90% максимальной мощности двигателя достигается за две секунды.

СЛАЙД 13 В июне 2002 г. о переводе транспортных наземных систем и рыболовецкого флота на водородные системы было объявлено правительством Исландии. Проведя сравнения и проектную подготовку, правительство Исландии пришло к выводу о переводе на водородное топливо всего парка автомобилей и рыболовецких судов. В Европе в начале 2003 г. пущена первая станция заправки автобусов сжатым электролизным водородом.

При современных темпах роста потребления ископаемых видов топлива запасов нефти хватит минимум на 75 лет, природного газа - более чем на 100 лет, угля - более чем на 200 лет.

Надежды, которые возлагались на новые или альтернативные источники энергии, такие как энергия солнца, ветра, биоэнергия, геотермальная энергия и другие, так и остаются пока нереализованными, не внеся кардинальных изменений в структуру мирового энергобаланса. Поэтому водород - вот основа энергетики завтрашнего дня, Недаром он стоит первым в таблице Периодической системе Д. Менделеева!!!



Название документа водородная энергетика.pptx

 Водородная энергетика
Энергосбережение - это повышение энергоэффективности страны
 Структура мирового энергопотребления
 Н 2 2 H O H O 2
Области применения водорода
Свойства водорода бесцветный газ; без запаха и вкуса; плотность 1/14; содержа...
Преимущества водорода как топлива Неисчерпаемость. Весовая теплотворная спосо...
 Производство водорода
Паровая конверсия метана
Электролиз
Потенциал применения водорода Водородное топливо для автомобилей и самолетов.
2. Системы топливоснабжения жилых домов
1 из 13

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1  Водородная энергетика
Описание слайда:

Водородная энергетика

№ слайда 2 Энергосбережение - это повышение энергоэффективности страны
Описание слайда:

Энергосбережение - это повышение энергоэффективности страны

№ слайда 3  Структура мирового энергопотребления
Описание слайда:

Структура мирового энергопотребления

№ слайда 4  Н 2 2 H O H O 2
Описание слайда:

Н 2 2 H O H O 2

№ слайда 5 Области применения водорода
Описание слайда:

Области применения водорода

№ слайда 6 Свойства водорода бесцветный газ; без запаха и вкуса; плотность 1/14; содержание
Описание слайда:

Свойства водорода бесцветный газ; без запаха и вкуса; плотность 1/14; содержание энергии на единицу массы: 120.7 ГДж/т.

№ слайда 7 Преимущества водорода как топлива Неисчерпаемость. Весовая теплотворная способно
Описание слайда:

Преимущества водорода как топлива Неисчерпаемость. Весовая теплотворная способность водорода в 2.8 раза выше по сравнению с бензином. Энергия воспламенения в 15 раз меньше, чем для углеводородного топлива. Максимальная скорость распространения фронта пламени в 8 раз больше по сравнению с углеводородами. Излучение пламени в 10 раз меньше по сравнению с пламенем углеводородов. Экологичность.

№ слайда 8  Производство водорода
Описание слайда:

Производство водорода

№ слайда 9 Паровая конверсия метана
Описание слайда:

Паровая конверсия метана

№ слайда 10 Электролиз
Описание слайда:

Электролиз

№ слайда 11 Потенциал применения водорода Водородное топливо для автомобилей и самолетов.
Описание слайда:

Потенциал применения водорода Водородное топливо для автомобилей и самолетов.

№ слайда 12 2. Системы топливоснабжения жилых домов
Описание слайда:

2. Системы топливоснабжения жилых домов

№ слайда 13
Описание слайда:

Исследовательская работа на тему "Водородная энергетика"
  • Физика
Описание:

Исследовательская разработка на тему "водородная энергетика" была представлена на научно-практической конференции "Энергосбережение – это повышение энергоэффективности страны" для учащихся колледжа. Во время доклада был проведен опыт по получению водорода. Жаль, что здесь стоит ограничение на загрузку не более 25 Мб. поэтому пришлось удалить видеофрагменты.



В настоящее время на ископаемые виды топлива приходится 90% мирового потребления энергоресурсов, в том числе на нефть — 40,1%, уголь — 27,8%, природный газ — 22,9%.

Итак, около 90% энергии мир получает, сжигая ископаемое топливо.

Сегодня многие передовые страны все более пристально рассматривают водород как основу энергетики завтрашнего дня. На фоне катастрофического ухудшения экологического состояния планеты и истощения ресурсов углеводородного сырья, заманчиво использовать водород как абсолютно безвредное топливо для средств транспорта, обогрева жилищ, в автономных и стационарных источниках вторичной энергии. И наиболее заманчивым методом получения водорода является электролиз воды. Ведь сгорая, водород опять даст ту же воду. Поистине неисчерпаемый источник горючего!

Автор Лисовая Наталья Екимовна
Дата добавления 06.01.2015
Раздел Физика
Подраздел
Просмотров 593
Номер материала 36669
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓