K. E. javasolta, hogy a hidrogén-oxigén keveréket, mint az energiatakarékosabb energiát, hogy használják motorokban. Tsiolkovsky 1903-ban. A hidrogént már üzemanyagként használják: autókhoz (másfél és a Toyota Mirai között), sugárhajtású repülőgépekhez (Heinkeltől Tu-155-ig), torpedókhoz (GT 1200A-tól Shkvalig), rakétákhoz (Saturn-tól Burana ). Új szempontokat nyit a fémhidrogén előállítása és a Rossi reaktor gyakorlati alkalmazása. A közeljövőben technológiák fejlesztése olcsó hidrogén előállításához a Fekete-tenger hidrogén-szulfidjából és közvetlenül a Föld gáztalanításának forrásaiból. Annak ellenére, hogy az olajlobbit ellenzi, kifoghatatlanul belépünk a hidrogén korszakba!
Fogyasztásunk megváltoztatása - együtt megváltoztatjuk a világot!
A hidrogén üzemanyag előnyei és hátrányai
A hidrogén üzemanyagnak számos tulajdonsága van:
- A hidrogén hőátadása 250% -kal nagyobb, mint az üzemanyag-levegő keveréknél.
- A hidrogénkeverék elégetése után csak a gőz keletkezik a kimeneten.
- A gyújtási reakció gyorsabb, mint más üzemanyagoké.
- A detonációs stabilitásnak köszönhetően növelhető a tömörítési arány.
- Az ilyen tüzelőanyag tárolására folyékony vagy sűrített formában kerül sor. Tartály meghibásodása esetén a hidrogén elpárolog.
- Az oxigénnel reakcióba lépő gáz alacsonyabb szintje 4%. Ennek a szolgáltatásnak köszönhetően a motor működési módjait az állandóság adagolásával állíthatjuk be.
- A hidrogénmotor hatékonysága eléri a 90 százalékot. Összehasonlításképpen: egy dízelmotor hatékonysága 50%, a hagyományos belső égésű motor pedig 35%.
- A hidrogén illékony gáz, tehát a legkisebb résekbe és üregekbe kerül. Ezért kevés fémek képesek ellenállni annak pusztító hatásának.
- Kevesebb a zaj, amikor a motor jár.
Az első hidrogénmotor 1941-ben kezdte meg működését a Szovjetunióban
Meg fog lepődni, de egy közönséges tehergépjármű első motorja 1941 szeptemberében kezdte meg a hidrogénnel foglalkozni az ostromolt Leningrádban! A fiatal légierő, Boris Shchelishch hadnagy, aki a léggömb ballon felemeléséért felelős, utasítást kapott, hogy állítsa be a csörlőket benzin és áram hiányában. Mivel a léggömbök hidrogénnel voltak feltöltve, elgondolkodott az üzemanyagként való felhasználáshoz.
Promóciós videó:
Veszélyes kísérletek során két léggömb kiégett, gáztartály robbant fel, és maga Boris Isaakovich kagylóütést kapott. Ezt követően a levegő-hidrogén "robbanásveszélyes" keverék biztonságos működtetése érdekében egy speciális víztömítést talált ki, amely kizárta a gyújtást a motor szívócsőjében villanás esetén. Amikor végül minden rendben volt, a katonai vezetők megérkeztek, megbizonyosodtak arról, hogy a rendszer megfelelően működik, és parancsot adtak arra, hogy 10 nap alatt minden aerosztatikus csörlőt új típusú üzemanyagba helyezzék. Tekintettel a korlátozott erőforrásokra és időre, Shchelishch okosan felhasználta a leszerelt tűzoltó készülékeket víztömítés készítéséhez. És a léggömbök emelésének problémája sikeresen megoldódott!
Boris Isaakovics elnyerte a "Vörös Csillag" rendjét, és Moszkvába küldték. Tapasztalataikat a főváros légvédelmi egységeiben használták fel - 300 motort szállítottak "piszkos hidrogénre", a találmány feltalálói bizonylata 64209. Így biztosítva volt a Szovjetunió prioritása a jövő energetikai ágazatának fejlesztésében. 1942-ben egy szokatlan autót mutattak be a blokád körülményeihez igazított berendezések kiállításán. Ugyanakkor motorja 200 órán át dolgozott anélkül, hogy zárt térben megállt volna. A kipufogógázok - a szokásos gőz - nem szennyezték a levegőt.
1979-ben, Shatrov E. V. tudományos felügyelete alatt. a NAMI dolgozóinak kreatív csapata, tagjai: V. M. Kuznecov Ramenskiy A. Yu., Kozlova Yu. A. kifejlesztettük és teszteltük a RAF mikrobusz prototípusát, amely hidrogénnel és benzinnel működik.
Vizsgálatok az RAF 22031 (1979) szerint.
Hidrogén-peroxid víz alatti járművek
1938-1942-ben a Kiel hajógyárakban Walter mérnök vezetésével egy kísérleti U-80 hajót építettek, amely hidrogén-peroxidon dolgozott. A tesztek során a hajó teljes víz alatti sebessége 28,1 csomó volt. A peroxid bomlásának eredményeként kapott víz- és oxigéngőzöket munkafolyadékként használták fel a turbina, majd a fedélzeten eltávolították azokat.
Az ábra hagyományosan egy tengeralattjáró hidrogén-peroxidmotorral ellátott berendezését mutatja.
Összességében a németeknek sikerült 11 hajót építeni a Permi Állami Műszaki Egyetemen.
Hitler Németországának Angliában, az Egyesült Államokban, Svédországban és a Szovjetunióban történő veresége lezárása után elvégezték a munkát Walter tervének gyakorlati megvalósításához. Egy szovjet tengeralattjárót (617-es projekt) Walter-motorral építettek az Antipin tervezőirodában.
A híres VA-111 víz alatti TORPEDA ROCKET "SHKVAL".szem.
Időközben az atomenergia fejlődése lehetővé tette a hatékony tengeralattjáró-motorok problémájának jobb megoldását. És ezeket az ötleteket sikeresen alkalmazták a torpedómotorokban. Walter HWK 573. (a világ első vezetett hajójának a levegőtől a felszínig tartó GT 1200A irányított rakéta víz alatti motorja, amely a vízvonal alatti hajót érinti). A csúszó torpedó (UAB) GT 1200A víz alatti sebessége 230 km / h volt, ez volt a Szovjetunió nagy sebességű "Shkval" torpedója prototípusa. A DBT torpedó 1957 decemberében indult üzembe, hidrogén-peroxidon működtetett és 45 csomó sebességét fejlesztette ki, 18 km-es körúttartományban.
A gázgenerátor levegőbuborékot hoz létre a tárgy körül (gőz-gázbuborék) a kavitációs fejen, és a hidrodinamikai ellenállás (vízállóság) csökkenése és a sugárhajtóművek használata miatt elérik a víz alatti mozgási sebességet (100 m / s), amely többszöröse a leggyorsabb hagyományos torpedó sebességének. A munka során hidroreaktív üzemanyagot használnak (az alkálifémek, amikor a vízzel kölcsönhatásba lépnek, hidrogént bocsátanak ki).
A Tu-155 hidrogénről 14 világrekordot állított fel
A második világháború alatt a "Heinkel" cég egy sor sor sugárhajtású repülőgépet hozott létre a Walter Walter HWK-109-509 motor alatt, 2000 kg össztömegű erővel, hidrogén-peroxidon dolgozva.
Oroszország meglehetősen sikeres volt, ám sajnos a múlt század 80-as évek végén nem vált sorra az „ökológiai” repülőgépek létrehozásának tapasztalatává. A világot a Tu-155-rel (a Tu-154 kísérleti modell) mutatták be, amely folyékony hidrogénnel, majd cseppfolyósított földgázzal működik. 1988. április 15-én a gépet először az ég felé szállították. 14 világrekordot állított fel és mintegy száz repülést hajtott végre. A projekt azonban a polcon ment.
Az 1990-es évek végén, a Gazprom megbízásából, a Tu-156-at építették cseppfolyósított motorokkal és hagyományos repülési petróleummal. Ez a repülőgép ugyanolyan sorsot szenvedett, mint a Tu-155. El tudod képzelni, milyen nehéz a Gazpromnak is harcolni az olajcsarnokban!
Hidrogén autók
A hidrogénüzemű autók több csoportra oszthatók:
- Tiszta hidrogén vagy levegő / üzemanyag keverékekkel hajtott járművek. Az ilyen motorok sajátossága a tiszta kipufogógáz és a hatékonyság 90% -ra növekedése.
- Hibrid autók. Van egy gazdaságos motor, amely tiszta hidrogén vagy benzin keverékkel képes működni. Az ilyen járművek megfelelnek az Euro-4 szabványnak.
- Autók beépített villanymotorral, amely biztosítja a hidrogéncellát a jármű fedélzetén.
A hidrogénüzemű járművek fő jellemzője az, hogy az üzemanyagot az égési kamrába táplálják és meggyújtják.
A következő hidrogénüzemű járművek sorozatgyártása már folyamatban van:
- Ford Focus FCV;
- Mazda RX-8 hidrogén;
- Mercedes-Benz A-osztály;
- Honda FCX;
- Toyota Mirai;
- MAN Lion városi busz és Ford E-450 buszok;
- hibrid két üzemanyagú jármű BMW Hydrogen 7.
Toyota * Mirai * soros hidrogénjármű.
Ez az autó 179 km / h sebességre gyorsul, 100 km / h-ra pedig 9,6 másodperc alatt gyorsul fel, és ami a legfontosabb: 482 km-t képes megtölteni további üzemanyag-feltöltés nélkül.
A BMW konszern bemutatta a hidrogén autó verzióját. Az új modellt jól ismert kulturális szereplők, üzletemberek, politikusok és más népszerű személyiségek tesztelték. A tesztek azt mutatták, hogy az új üzemanyagra való váltás nem befolyásolja a jármű kényelmét, biztonságát és dinamikáját. Szükség esetén az üzemanyagtípusok válthatók egyikükről a másikra. Hidrogén7 sebesség - akár 229 km / h-ig.
A Honda Clarity egy olyan autó, amely a Honda konszernből származik, és lenyűgöző teljesítménytartalékával. Ez 589 km hosszú, és egyetlen más alacsony kibocsátású jármű sem büszkélkedhet. Az üzemanyag-feltöltés három-öt percig tart.
A Home Energy Station III egy kompakt egység, amely üzemanyagcellákkal, hidrogén tároló hengerrel és földgáz-reformátorral rendelkezik, amely a H2-t egy gázvezetékből vonja ki.
Ez a készülék a háztartási hálózatból származó metánt hidrogénné alakítja. És ő - a ház villamos energiájában. A háztartási energiaállomás üzemanyagcelláinak teljesítménye 5 kilovatt. Ezen felül a beépített gázpalackok egyfajta energiatárolóként szolgálnak. A növény ezt a hidrogént a házrács csúcsterheléseinél használja. 5 kW villamos energiát és legfeljebb 2 m3 hidrogént termel óránként.
A hidrogénüzemű járművek hátrányai a következők:
- az erőmű tömörsége üzemanyagcellák használatakor, ami csökkenti a jármű manőverezhetőségét;
- ugyanakkor maguk a hidrogén elemek magasak az alkotó palládium vagy platina miatt;
- tervezési hiányosságok és bizonytalanság az üzemanyagtartályok gyártására szolgáló anyagban, amelyek hosszú ideig nem teszik lehetővé a hidrogén tárolását;
- a hidrogén utántöltésének hiánya, amelynek infrastruktúrája az egész világon nagyon rosszul fejlett.
A sorozatgyártással ezek a tervezési és technológiai hiányosságok nagy részét kiküszöböljük, és a hidrogéntermelés ásványi anyagként történő fejlesztésével és a töltőállomások hálózatának fejlesztésével költsége jelentősen csökken.
2016-ban megjelent az első hidrogénüzemű vonat, amely a német Alstom cég gondolata. Az új Coranda iLint a tervek szerint Buxtehude és Cuxhaven, Alsó-Szászország közötti útvonalon indul.
A jövőben a németországi 4000 dízelvonatot a tervek szerint felváltják az ilyen utakra, amelyek útszakaszon haladnak villamosítás nélkül.
Az eredeti hidrogénbicikli Franciaországban került kiadásra. (Francia Pragma). Csak 45 gramm hidrogént tölt be és megy! Az üzemanyag-fogyasztás körülbelül 1 gramm / 3 kilométer.
Hidrogén az űrhajózásban
Tüzelőanyagként párosítva folyékony oxigénnel (LC) a folyékony hidrogént (LH) 1903-ban Tsiolkovsky K. E. javasolta. Tűzveszélyes, a legmagasabb fajlagos impulzussal (bármilyen oxidálószer számára), amely lehetővé teszi egy sokkal nagyobb hasznos teher tömegének az űrbe juttatását az azonos rakéta elindító tömegével. Azonban objektív nehézségek akadályozták meg a hidrogén üzemanyag használatát.
Az első a cseppfolyósítás bonyolultsága (1 kg LH előállítása 20-100-szor költségekkel jár, mint 1 kg petróleum).
A második - nem kielégítő fizikai paraméterek - rendkívül alacsony forráspont (-243 ° C) és nagyon alacsony sűrűség (LH 14-szer könnyebb, mint a víznél), ami negatívan befolyásolja ennek az összetevőnek a tárolási kapacitását.
1959-ben a NASA nagy megrendelést adott ki a Centaurus oxigén-hidrogén egység tervezésére. Az olyan hordozóeszközök felső szakaszában használták, mint az Atlas, a Titan és a Saturn nehéz rakéta.
A rendkívül alacsony hidrogén sűrűség miatt a hordozógépjárművek első (legnagyobb) szakaszában más (kevésbé hatékony, de sűrűbb) üzemanyagokat, például petróleumot használtak, amelyek lehetővé tették, hogy méretüket elfogadható üzemanyagokra csökkentsék. Példa erre a "taktikára" a Saturn-5 rakéta, amelynek első szakaszában oxigén / petróleum alkotóelemeket használtunk, a második és harmadik szakaszban pedig a J-2 oxigén-hidrogén motorokat, mindegyik 92104 tonna nyomóerővel.
Példaként megemlítem az Apollo 11 elindításának videóját:
A felvétel 4. percében az 1. stádium elválasztódik és az az illúzió jön létre, hogy a második szakasz motorjai nem működnek, ez sok pletykát váltott ki a Holdra való irreális repülésről. Valójában a hidrogén égése a felső atmoszférában "színtelen", a láng észrevehetővé válik, amikor egy tárgy vagy festékdarab eltalálja.
A "Space Shuttle" rendszerben a 2. szakasz oxigén / hidrogén párral is működött.
A hazánkban az űrhajózás gyors fejlődésének korszakában a hidrogénüzemanyaggal működő folyékony hajtóanyagú rakétamotorokat szintén széles körben alkalmazták.
Fémes hidrogén
2016. október 5-én metál hidrogént nyertek a Harvard Egyetem fizikai laboratóriumában. Ehhez 495 gigapaszkál nyomás szükséges. Ha megoldódik az égési kamra stabilitási és hűtési problémája (6000 K), akkor a fémhidrogén lesz a legígéretesebb rakétaüzemanyag.
A tudósok úgy vélik, hogy a fémes hidrogén 1000-1700 másodperces impulzust fog biztosítani a motorokban. (A modern rakétamotorokban eddig 460 másodperces impulzus érkezett). Ezenkívül kisméretű tartályokra lesz szükség a fémhidrogén tárolására, amelyek lehetővé teszik az egylépcsős rakéták előállítását a hasznos rakomány űrbe történő elindításához, ez új űrkutatási korszakot nyit meg!
Gyémántok szerzése
A hidrogén szintén figyelemre méltó alkalmazást talált a gyémántgyártásban. A hidrogén-metán folyadék csökkenő nyomással történő fejlődését a hidrogén és a metán ön-oxidációjában (mély égetésében) fejezik ki a C-H-O rendszerben, gyémánt, víz és CO képződéssel. E folyamat élénk megerősítése a 4 karátos súlyú, drágakő minőségű gyémántok és filmbevonatok jól megalapozott előállítása a C-H-O folyadékrendszerből (amelyek félvezetők a mikroelektronika jövőjét képviselik). Lásd a Diamond Carbonado, a jövő legértékesebb félvezetője című cikket.
Hőreaktor Rossi
Andrea Rossi olasz feltaláló, Sergio Fokardi tudományos tanácsadó fizikus támogatásával kísérletet végzett:
Hány gramm nikkel (Ni) -ot adtunk egy lezárt csőbe, 10% lítium-alumínium-hidridet, katalizátort, és a kapszulát hidrogénnel (H2) töltöttük. Körülbelül 1100–1300 ° C hőmérsékletre történő hevítés után paradox módon a cső egész hónapig forró maradt, és a felszabadult hőenergia többször meghaladta a fűtésre felhasznált energiát!
Az oroszországi Népi Barátság Egyetemen (RUDN) 2014 decemberében tartott szemináriumon beszámoltak e folyamat Oroszországban történő sikeres megismétléséről:
Analógia útján üzemanyagcsövet készítünk:
A kísérlet következtetései: az energia felszabadulása 2,58-szor nagyobb, mint az elfogyasztott villamos energia.
A Szovjetunióban a központi idegrendszerrel kapcsolatos munkát 1960 óta végezték egyes tervezőirodákban és kutatóintézetekben az állam megrendelése alapján, de a „szerkezetátalakítás” finanszírozásának megálltával. A mai napig független kutatók - rajongók - sikeresen végeznek kísérleteket. A finanszírozást az orosz állampolgárok kollektív csoportjának személyes költségén végzik. Az egyik rajongói csoport, NV Samsonenko vezetésével, a RUDN Egyetem "Mérnöki Testülete" épületében dolgozik.
Kalibrációs tesztek sorozatát hajtották végre elektromos fűtőberendezésekkel és üzemanyag nélküli reaktorral. Ebben az esetben, amint az várható volt, a kibocsátott hőteljesítmény megegyezik a szolgáltatott villamos energiával.
A fő probléma a por szinterezése és a reaktor helyi túlmelegedése, amelynek következtében a fűtőtekercs kiég, és még a reaktor is éghet át.
De A. G. Parkhomovnak sikerült hosszú távú reaktort készíteni. A fűtőteljesítmény 300 W, hatékonyság = 300%.
A 28Ni + 1H (ion) = 29Cu + Q fúziós reakció felmelegíti a Földet
A Föld belső magja nikkelt és hidrogént tartalmaz 5000K hőmérsékleten és 1,36 Mbar nyomáson, tehát a Föld belsejében minden körülmény fennáll a fúziós reakcióhoz, amelyet a Rossi reaktorban kísérletileg reprodukálni lehet! Ennek a reakciónak a eredményeként réz keletkezik, amelynek vegyületei a hidrogénben gazdag patak Föld tágulásának „fekete dohányzói” zónáiban (óceán közepén) találhatók.
Sötét hidrogén
2016-ban az Egyesült Államok és Nagy-Britannia tudósai, amelyek 1,5 millió atmoszféra nyomást és több ezer fokos hőmérsékletet hoztak létre az azonnali sűrítés során, képesek voltak megszerezni a hidrogén harmadik köztes állapotát, amelyben egyidejűleg mind gáz, mind fém tulajdonságai vannak. "Sötét hidrogénnek" hívják, mert ebben az állapotban nem továbbítja a látható fényt, ellentétben az infravörös sugárzással. A "sötét hidrogén", szemben a fémből, tökéletesen illeszkedik az óriásbolygók szerkezetének modelljébe. Elmagyarázza, hogy miért a felső légkörük lényegesen melegebb, mint amilyennek lennie kellene, az energiát továbbítja a magból, és mivel jelentős elektromos vezetőképességgel rendelkezik, ugyanolyan szerepet játszik, mint a Föld külső magja, és így képezi a bolygó mágneses mezőjét!
Hidrogén előállítása a Fekete-tenger mélyéből
Isten nemcsak a legszebb és legváltozatosabb természettel, hanem a különféle ásványi anyagok, köztük a szénhidrogének elegendő tartalékával ruházta fel Krím földjét. A mi félszigetünk azonban szó szerint "fürdik" a földgázok legnagyobb víztározójában, a Fekete-tengeren.
A mély rétegek - 150 m alatti - hidrogéntartalmú vegyületekből állnak, amelyek fő része hidrogén-szulfid. Durva becslések szerint a Fekete-tenger teljes hidrogén-szulfid-tartalma eléri a 4,6 milliárd tonnát, ami viszont 270 millió tonna hidrogén potenciális forrása!
Számos szabadalom szabadalmaztatott hidrogén-szulfid-bomlást hidrogén és kén előállítására (H2S H2 + S - Q), ideértve a hidrogén-szulfid-tartalmú gáz érintkezésbe hozását egy szilárd anyagrétegen keresztül, amely képes bontani azt hidrogénkibocsátással, és kéntartalmú vegyületek képződését az anyag felületén 15 atmoszféra nyomáson és 400 ° C hőmérsékleten.
A legígéretesebb speciális hidrofób membránszűrők kifejlesztése, amelyek elválasztják a hidrogént más gázoktól közvetlenül a mélységben. Végül is a legkisebb molekulák könnyen átjutnak a fémeken és még a gránittömegekben is élnek a hidrogénnel tápláló baktériumok kolóniái!
Álmodjunk … Képzeljük el, hogy tíz év alatt Krím déli partjának egyik köpenyén, ahol a tengerfenék meredeken esik több mint 200 méter mélyre, egy kis állomás épül. A csövek hüvelyei a tengertől húzódnak hozzá, amelynek végén hidrogén-szulfid elválasztók vannak. Tisztítás után hidrogént szállítanak a gépjármű-töltőállomások hálózatához és a kapcsolt energiatermelő hőerőműhöz. A növény közelében egy farm fog működni, ahol anaerob mikroorganizmusokat termesztenek hidrogén atmoszférában, amelynek mitózisa nagyságrenddel gyorsabb, mint szokásos társaiknál. Biomasszájukat állati takarmányok és műtrágyák előállítására használják fel.
A világ elkerülhetetlenül belép a hidrogén korszakba
Szergej Glazyev, az Orosz Tudományos Akadémia akadémikusa, az Orosz Föderáció elnökének tanácsadója hangsúlyozta: „A Kondratjev minden gazdasági ciklusát saját energiahordozó jellemzi: először tűzifa (szerves szén), szén (szén), majd olaj és fűtőolaj (nehéz szénhidrogének), majd benzin és kerozin (közepes szénhidrogének). a gáz (könnyű szénhidrogének) és a tiszta hidrogénnek a következő gazdasági ciklus fő energiahordozójává kell válnia!"
A hidrogén felhasználása hatalmas, sokrétű, energetikai szempontból előnyös, környezetbarát és nagyon ígéretes. Gyermekeink máris hidrogénüzemű gépjárműveket vezetnek, hidrogéntechnológiával készült gyémánt mikroprocesszorokat használnak, a fémhidrogén forradalmasítja az űrhajózásot, és a Rossi reaktorának fejlesztése - az energetikában!
Az eredetileg hidrid Föld (V. Larin) elméletének elismerése a H2 fosszilis lerakódásainak felfedezéséhez vezet, ami jelentősen csökkenti annak előállításának költségeit. És annak ellenére, hogy az olajlobbisták ellenálltak a Földnek káros kibocsátásokkal "elfojtották", elkerülhetetlenül belépünk a hidrogén korszakba!
Szerző: Igor Dabakhov