школаС  У  П  Е  Р  Т  И  Н  Е  Й  Д  Ж  Е  Р  Ыучитель

Д Л Я    Т Е Х,    К Т О    У Ч И Т С Я    И    У Ч И Т
Вы вошли как Гость | Группа "Гости" | RSS  Главная | Мой профиль | Выход                        Понедельник, 25.09.2017, 21:42:29

ТЕСТЫ  ЗАНИМАТЕЛЬНЫЙ УРОК  ЭКЗАМЕНЫ  ВЕЛИКОЛЕПНАЯ СОТНЯ  РОДИТЕЛЬСКОЕ СОБРАНИЕ

МЕНЮ САЙТА
ОТКРЫТЫЙ УРОК
РУССКИЙ ЯЗЫК
УКРАИНСКИЙ ЯЗЫК
ИНОСТРАННЫЕ ЯЗЫКИ
РУССКАЯ ЛИТЕРАТУРА
УКРАИНСКАЯ ЛИТЕРАТУРА
ЗАРУБЕЖНАЯ ЛИТЕРАТУРА
МАТЕМАТИКА
ИСТОРИЯ
ФИЗИКА
БИОЛОГИЯ
ХИМИЯ
ГЕОГРАФИЯ
АСТРОНОМИЯ
ИНФОРМАТИКА
ОБЖ
ЭКОНОМИКА
ЭКОЛОГИЯ
ФИЗКУЛЬТУРА
МУЗЫКА
ИЗО
НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА
ТЕХНОЛОГИЯ
ВНЕКЛАССНАЯ РАБОТА
КЛАССНОЕ РУКОВОДСТВО
АДМИНИСТРАЦИЯ ШКОЛЫ
ОБЩЕСТВОЗНАНИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
МХК
ОСНОВЫ ПРАВА
РУССКИЙ ЯЗЫК
СПРАВОЧНИК ПО РУССКОМУ
  ЯЗЫКУ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ

МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА
  ЗНАНИЙ. 5 КЛАСС

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ И
  УПРАЖНЕНИЯ ПО ТЕМЕ
  "СИНТАКСИС И ПУНКТУАЦИЯ"

ТЕСТЫ В ФОРМАТЕ ГИА.
   5 КЛАСС

ПУНКТУАЦИЯ В ЗАДАНИЯХ И
  ОТВЕТАХ

САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ
  РАБОТЫ.10 КЛАСС

КРОССВОРДЫ ПО РУССКОМУ
  ЯЗЫКУ

ЛИТЕРАТУРА
ВЕЛИЧАЙШИЕ КНИГИ ВСЕХ
  ВРЕМЕН И НАРОДОВ

КОРИФЕИ ЛИТЕРАТУРЫ
ЛИТЕРАТУРА В СХЕМАХ И
  ТАБЛИЦАХ

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО
  ТЕМЕ "ЛИТЕРАТУРА XIX ВЕКА"

ТЕСТЫ ПО ЛИТЕРАТУРЕ
САМЫЕ ИЗВЕСТНЫЕ МИФЫ И
  ЛЕГЕНДЫ

КРОССВОРДЫ ПО ЛИТЕРАТУРЕ
ИСТОРИЯ
АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ШКОЛЬНИКА
  АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК"

ИНОСТРАННЫЕ ЯЗЫКИ.
  РАЗГОВОРНЫЕ ТЕМЫ

САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
  ПО АНГЛИЙСКОМУ ЯЗЫКУ

ПРАВИЛА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
  АНГЛИЙСКИХ АРТИКЛЕЙ

ТЕСТЫ ПО ГРАММАТИКЕ
  АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА

ТЕМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ.
  9 КЛАСС

ПОДГОТОВКА К ЕГЭ ПО
  АНГЛИЙСКОМУ ЯЗЫКУ

КРОССВОРДЫ ПО
  АНГЛИЙСКОМУ ЯЗЫКУ

МАТЕМАТИКА - ЦАРИЦА НАУК
БИОЛОГИЯ
ГЕОГРАФИЯ
ФИЗИКА
АСТРОНОМИЯ
УДИВИТЕЛЬНАЯ
  АСТРОНОМИЯ

ЗАГАДОЧНАЯ СОЛНЕЧНАЯ
  СИСТЕМА

АСТРОНОМИЯ В ВОПРОСАХ И
  ОТВЕТАХ

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ
  АСТРОНОМИЯ В КАРТИНКАХ

УДИВИТЕЛЬНАЯ
  КОСМОЛОГИЯ

КРОССВОРДЫ ПО АСТРОНОМИИ
ХИМИЯ
Категории раздела
ЛИТЕРАТУРА [306]
ИНОСТРАННЫЕ ЯЗЫКИ [89]
УКРАИНСКАЯ ЛИТЕРАТУРА [128]
ХИМИЯ [109]
ФИЗИКА [137]
БИОЛОГИЯ [119]
АСТРОНОМИЯ [53]
ИСТОРИЯ [377]
ГЕОГРАФИЯ [121]
ЭКОНОМИКА [131]
МАТЕМАТИКА [75]
ИНФОРМАТИКА [7]
АРХИТЕКТУРА [57]
ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОЕ ИСКУССТВО [45]
МУЗЫКА [76]
ЛОГИКА [0]
ПЕДАГОГИКА [56]
АВИАЦИЯ [14]
КУЛЬТУРА [144]
ГЕОЛОГИЯ [22]
МЕДИЦИНА [99]
РЕЛИГИЯ [52]
ФИЛОСОФИЯ [140]
ЭКОЛОГИЯ [45]
ПСИХОЛОГИЯ [84]
ЭТИКА [19]
ФИЗКУЛЬТУРА [89]
ВОЕННОЕ ДЕЛО [72]
Статистика

Онлайн всего: 32
Гостей: 32
Пользователей: 0
Форма входа

Главная » Файлы » РЕФЕРАТЫ » ХИМИЯ

ВОДОРОДНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
23.05.2011, 12:51:05

План

1. Немного техники.

2. Водород как топливо.       

3. Вместо топливного бака.

4. Топливный элемент.

1.НЕМНОГО ТЕХНИКИ

Америка поставила себе задачу: в ближайшие 10—15 лет избавиться от нефтяной зависимости. Единственный выход — как можно скорее запустить в серийное производство водо­родный автомобиль. Европа боится отстать, кроме того, евро­пейцам приходится выполнять принятые у них нормы на выброс вредных веществ автотранспортом, которые все время ужесточаются. В 1993 году были введены нормы «Евро-1», в 1996 году - «Евро-2», в 1999 году – «Евро-3», а с 2005 года в Европе планируется ввести в действие еще более жесткие нормы «Евро-4». В перспективе автомобилям совсем запре­тят выбрасывать вредные вещества, и тогда нельзя будет обой­тись без машины, работающей на водороде.

Главное препятствие к внедрению водородного автомо­биля — отсутствие системы промышленного получения водо­рода в нужных объемах, систем его хранения, транспортировки и заправки автомобилей. По мнению американских специалистов, такую систему удастся создать не раньше 2020л-2030 гг.

На переходный период ведущие автомобилестроители пред­ложат так называемые «гибридные автомобили»: в них эконо­мичный двигатель внутреннего сгорания подзаряжает аккумуляторную батарею, которая питает электрический двига­тель. Такие автомобили разрабатываются практически всеми

ведущими автомобильными компаниями И уже серийно выпускаются в Японии.

Классическая схема: двигатель внутреннего сгорания при­водит в движение колеса через механический привод. Нас окружают тысячи автомобилей, но мало кому приходит в голову, что их эффективность катастрофически мала. Если взять так

называемые «условия городского цикла движения», то об­щий коэффициент полезного действия (КПД) автомобиля — 10—12 % (за городом, где меньше светофоров, 15—17 %). Де­вять литров бензина из десяти попросту улетают в атмосферу.

Автомобили на водородном топливе условно можно раз­делить на три класса.

Первый — это машины с обычным двигателем внутрен­него сгорания, работающим на водороде или водородной сме­си. Такие модели могут работать на чистом водороде или 5— 10% водорода добавляют к основному топливу. В обоих слу­чаях КПД двигателя увеличивается (во втором случае при­мерно на 20%) и выхлоп становится гораздо чище (содержа­ние угарного газа (СО) и углеводородов уменьшится в полтора раза, оксидов азота — до пяти раз. Такие

двигатели и автомобили были сделаны и прошли все испыта­ния у нас и за рубежом примерно в 70—80-х годах. Однако, учитывая затраты и конструкционные сложности, это может быть только промежуточным, переходным этапом на пути к третьему типу.

Второй — это машины с двумя электроносителями, так называемые гибридные. Его колеса приводят в движение элект­ропривод, энергию которому поставляет аккумулятор, в свою очередь заряжающийся от высокоэкономичного двигателя внутреннего сгорания, работающего на водороде или смеси водорода с бензином. Это очень выгодно, ведь КПД электро­двигателя достигает 90—95 % в отличие от бензинового (35 %) или дизельного (50 %), таким образом, общий КПД повыша­ется до 30 %'; соответственно снижается расход топлива. Даже если для подзарядки аккумулятора используется бензин, объем вредных выбросов позволит уложиться в нормы «Евро-4» с десятикратным запасом. И все же получить совершенно чис­тый выхлоп можно только у третьего типа автомобилей.

Третий — настоящий водородный автомобиль — это ма­шина с электродвигателем, который питается от топливного элемента, расположенного на борту автомобиля. Теоретиче­ски КПД топливного элемента, работающего на смеси водо­род—воздух, может быть больше 85 %. Сейчас уже удалось получить двигатели с КПД около 75 % — это более чем в два раза выше, чем в лучших двигателях внутреннего сгорания. В условиях города такие машины получат пяти—шестикратное преимущество перед обычными автомобилями.

2.- ВОДОРОД КАК ТОПЛИВО

Существующие на сегодняшний день технологии произ­водства водорода далеки от совершенства.

Несмотря на это, гиганты химическ3ой промышленности

и сегодня уже получают по 500 млрд. м3 водорода в год. По­ловина производимого количества идет на аммиачные удобрения, остальное — на производство стали, стекла, маргарина и пр. В основном водород получают с помощью парового риформинга природного газа: метан при высоких температу­рах (900°С) в присутствии никелевого катализатора реаги­рует с паром. Пока что такой водород самый дешевый, однако российские ученые знают, как удешевить производство еще в 2 раза.

Есть и другие технологии получения водорода, напри­мер электролиз, крекинг или переработка биомассы (древеси­ны, соломы). Каждый из этих вариантов имеет свои недостат­ки. Например, переработка биомассы: ее нагревают на 500— 600°С, после чего получаются спирты (этанол, метанол), кото­рые, в свою очередь, превращаются в водород. Можно на­греть биомассу до более высоких температур (1000°С), тогда она полностью превратится в газ и получится смесь Н2 и СО. Проблема в том, что сырья для такого процесса понадобится очень и очень много. Если, например, всю плодородную тер­риторию Франции пустить на выращивание биомассы, то во­дорода, полученного из нее, не хватит даже на то, чтобы по­крыть потребности этой страны в топливе даже для ныне су­ществующих автомобилей.

Казалось бы, самый простой способ получения водо­рода — электролиз (электрическое расщепление воды). Ре­зультат — водород и кислород. Но в целом эффективность этого процесса не очень велика: надо затратить 4 кВт элек­троэнергии, чтобы получить 1 м3 водорода, который, сго­рая, даст лишь 1,8 кВт. Тем не менее, электролиз воды до­вольно перспективен и ему наверняка найдут применение,

тем более, что существуют выходы из «энергетической про­блемы». Во-первых, можно использовать энергию атомной электростанции в часы слабой нагрузки (когда вырабаты­вающаяся там энергия оказывается невостребованной) или, в конце концов, возобновляемые источники энергии (сол­нечные батареи, энергия ветра, приливы и пр.). Во-вторых, эта технология активно развивается: электролиз для боль­шей эффективности можно проводить при повышенном дав­лением или температуре, что и пытаются сделать ученые.

Сейчас биологи активно разрабатывают еще одно направ­ление. Некоторые бактерии и водоросли в процессе фотосин­теза разлагают воду и выделяют водород. Проблема в том, что они делают это только в отсутствии кислорода, следова­тельно, процесс длится очень короткое время, так как при раз­ложении воды, естественно, образуется и кислород. Задача ученых — с помощью генной инженерии продлить этот пери­од, тогда солнечные районы нашей планеты будут обеспечены водородом.

3. ВМЕСТО ТОПЛИВНОГО БАКА

Общая схема водородного двигателя понятна: электро­двигатель, топливный элемент, водород для его работы. Про­блема заключается в том, что нужен некий аналог топливного бака, а ведь водород в топливный бак не нальешь. Это на сегодняшний день самая большая техническая трудность.

Ученые рассматривают довольно много вариантов. На­пример, можно хранить водород в аккумуляторах на основе гидридов интерметаллических сплавов (ПУаРе, СиМ и др.), из которых по мере надобности постепенно высвобождается чистое вещество. Но при этом варианте масса водорода в общем объеме вещества (т. н. аспектное число) составляет всего 5 %, к тому же возникает проблема со скоростью высвобождения водорода. Можно хранить водород в жидком виде. Но, во-первых, это требует охлаждения до температур,

близких к абсолютному нулю (соответственно, вырастает стоимость водорода), а во-вторых, заправленный таким об­разом автомобиль должен будет расходовать свое топливо как можно быстрее. Очень перспективное направление — хранение водорода в наноструктурах (углеродных нанотрубках), однако эти исследования находятся пока на начальных стадиях.

Наиболее перспективным ученые считают хранение во­дорода в баллонах высокого давления — более 350 атм (аспектное число до 18 % при давлении выше 500 атм) или полу­чение его прямо на борту из другого топлива (метанола или жидких углеводородов: бензина, дизельного топлива и пр.), в специальных каталитических реакторах (аспектное число око­ло 10 %). Такие системы разработаны и российскими учеными и при разумных габаритах обеспечивают запас водорода для пробега в несколько сотен километров.

Конструкторы сталкиваются также и с другими пробле­мами. Так, машина (прежде всего кабина) должна иметь систе­му водородной безопасности.

4. ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Топливный элемент, работающий на водороде, — одна из ключевых деталей в новом автомобиле. Топливный элемент (иначе — электрохимический генератор) — это устройство для преобразования химической энергии в электрическую. То же происходит и в обычных электрических аккумуляторах, но в топливных элементах есть два важных отличия:

— они работают до тех пор, пока поступает топливо;

— топливный элемент не нужно перезаряжать. Топливный элемент состоит из многих десятков яче­ек, каждая примерно в сантиметр толщиной. Каждая ячейка состоит из двух электродов, разделенных электролитом. На один электрод (анод) подводится топливо (водород), на другой (катод) — окислитель (кислород воздуха). Водо­род здесь не сгорает, химическая реакция окисления проис­ходит при низкой температуре в присутствии катализатора.

Смысл устройства в том, чтобы, используя эту реакцию, разделить положительный и отрицательный заряды в про­странстве и создать между ними напряжение. Поэтому элек­тролит, заполняющий пространство между электродами, должен обладать способностью пропускать через себя про­тоны (т. е. ионы водорода) и не пропускать электроны. На аноде водород распадается на электроны и протоны, далее протоны проходят через слой электролита, достигают като­да и, соединяясь с кислородом, образуют воду. Однако в вопросах получения качественного и недорогого электролита наука пока что испытывает огромные трудности. По­лимерный электролит американской фирмы «Дюпон» стоит

около 700 евро за м2, а на батарею для среднего автомобиля нужно десятки квадратных метров такого материала. По­нятно, что при такой стоимости электролита невозможно наладить серийный выпуск водородных автомобилей. Уче­ными всего мира ведутся интенсивные исследования с це­лью удешевления этого материала и использования его при более высоких температурах (150—200°С).

В общем, топливный элемент на водороде вполне готов к применению. Дело за малым: сделать его компактнее и де­шевле.

Категория: ХИМИЯ | Добавил: tineydgers | Теги: лучшие рефераты, химический элемент, Таблица менделеева, реферат по химии, банк рефератов, скачать бесплатно, Химическая реакция
Просмотров: 1071 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 5.0/3

Поиск
ИНФОРМАТИКА
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ
  ИНФОРМАТИКА

СПРАВОЧНИК ПО
  ИНФОРМАТИКЕ ДЛЯ
  СТАРШЕКЛАССНИКОВ

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ
  ПО ИНФОРМАТИКЕ

ТЕСТЫ ПО ИНФОРМАТИКЕ
КОМПЬЮТЕР И ИНТЕРНЕТ
  В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ

КРОССВОРДЫ ПО
  ИНФОРМАТИКЕ


ОБЩЕСТВОЗНАНИЕ
РАБОЧИЕ МАТЕРИАЛЫ К
  УРОКАМ В 7 КЛАССЕ

ТЕСТЫ. 9 КЛАСС
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ
  РАБОТЫ. 9 КЛАСС

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ В
  ФОРМАТЕ ЕГЭ

ШКОЛЬНЫЕ ОЛИМПИАДЫ
   ПО ОБЩЕСТВОВЕДЕНИЮ

ЭКОНОМИКА
ЭКОНОМИКА. НЕОБХОДИМЫЕ
  ЗНАНИЯ

КРОССВОРДЫ ПО
  ЭКОНОМИКЕ
ОБЖ
ЧТО ДЕЛАТЬ ЕСЛИ ...
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ШКОЛЬНИКА
  "ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ"

РЕКОРДЫ СТИХИИ
СВОД ПРАВИЛ ЮНОГО
  ВЕЛОСИПЕДИСТА

РАБОЧИЕ МАТЕРИАЛЫ К
  УРОКАМ ОБЖ В 11 КЛАССЕ

ПРОВЕРОЧНЫЕ РАБОТЫ ПО
  ОБЖ

ТЕСТЫ ПО ОБЖ. 10-11 КЛАССЫ
КРОССВОРДЫ ПО ОБЖ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. БАЗОВЫЙ
  УРОВЕНЬ. 10 КЛАСС

УДИВИТЕЛЬНАЯ ИСТОРИЯ
  ЗЕМЛИ

ИСТОРИЯ ОСВОЕНИЯ ЗЕМЛИ
ВЕЛИЧАЙШИЕ
  АРХЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ

УДИВИТЕЛЬНЫЕ ОТКРЫТИЯ
  УЧЕНЫХ

РАЗВИВАЮШИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
  И ОПЫТЫ ПО
  ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ

САМЫЕ ИЗВЕСТНЫЕ
  НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ

МХК
СОВРЕМЕННАЯ
  ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ИСКУССТВА

ВЕЛИКИЕ ТЕАТРЫ МИРА
САМЫЕ ИЗВЕСТНЫЕ
  ПАМЯТНИКИ

МУЗЕЕВ МИРА
ВЕЛИКИЕ СОКРОВИЩА МИРА
СОКРОВИЩА РОССИИ
КРОССВОРДЫ ПО МХК
ГОТОВЫЕ СОЧИНЕНИЯ
РУССКИЙ ЯЗЫК
РУССКАЯ ЛИТЕРАТУРА
ЗАРУБЕЖНАЯ ЛИТЕРАТУРА
  (на русск.яз.)

УКРАИНСКИЙ ЯЗЫК
УКРАИНСКАЯ ЛИТЕРАТУРА
ЗАРУБЕЖНАЯ ЛИТЕРАТУРА
  (на укр.яз.)

ПРИКОЛЫ ИЗ СОЧИНЕНИЙ

ПАТРИОТИЧЕСКОЕ ВОСПИТАНИЕ
УЧИТЕЛЬСКАЯ
МОСКВОВЕДЕНИЕ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ
ЗНАКОМИМСЯ С МОСКВОЙ
СТАРАЯ ЛЕГЕНДА О
  МОСКОВИИ

ПРОГУЛКИ ПО
  ДОПЕТРОВСКОЙ МОСКВЕ

МОСКОВСКИЙ КРЕМЛЬ
БУЛЬВАРНОЕ КОЛЬЦО
ПЕТЕРБУРГОВЕДЕНИЕ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ
ИСТОРИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
ДОСТОПРИМЕЧАТЕЛЬНОСТИ
  САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ОБО ВСЕМ НА СВЕТЕ
ПОЗНАВАТЕЛЬНО И ЗАНИМАТЕЛЬНО
ДИКОВИНКИ СО ВСЕГО МИРА
УДИВИТЕЛЬНАЯ ЛОГИКА
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ
  ПСИХОЛОГИЯ

МИНЕРАЛЫ И ДРАГОЦЕННЫЕ
  КАМНИ

УДИВИТЕЛЬНАЯ АРХЕОЛОГИЯ
ДИВНАЯ ПАЛЕОНТОЛОГИЯ
БЕСЕДА ПО ДУШАМ С ТИНЕЙДЖЕРАМИ
МЕЖДУ НАМИ ДЕВОЧКАМИ
МЕЖДУ НАМИ МАЛЬЧИКАМИ
НАС ЖДЕТ ЭКЗАМЕН
ПОДРОСТКАМ О
  ПЕРЕХОДНОМ ВОЗРАСТЕ

РУКОВОДСТВО ДЛЯ
  ТИНЕЙДЖЕРОВ, У КОТОРЫХ
  "ТРУДНЫЕ" РОДИТЕЛИ

НАШИ ДРУЗЬЯ






ЧАРОВНИЦА

Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Copyright MyCorp © 2017
    Яндекс.Метрика Яндекс цитирования Рейтинг@Mail.ru TOP.zp.ua Каталог сайтов и статей iLinks.RU Каталог сайтов Bi0