Реферат: Водень як альтернативний вид палива

Введення

1 Водень на Землі

2 Що таке воднева технологія?

3 Як і з чого в даний час отримують водень?

4 Отримання водню - майбутня технологія

5 Багатоликий водень

6 Роль водню і водневої технології у кругообігу речовин у природі

7 Увага, водень!

8 Проблеми отримання енергії

9 Водневі двигуни

Висновок

В ступ

Дослідження Сонця, зірок, міжзоряного простору показують, що найпоширенішим елементом Всесвіту є водень (в космосі у вигляді розжареної плазми він становить 70% маси Сонця і зірок).

За деякими розрахунками, кожну секунду в глибинах Сонця приблизно 564 млн. тонн водню в результаті термоядерного синтезу перетворюються в 560 млн. тонн гелію, а 4 млн. тонн водню перетворюються на потужне випромінювання, яке йде в космічний простір. Немає побоювань, що на Сонці незабаром вичерпаються запаси водню. Воно існує мільярди років, а запас водню в ньому достатній для того, щоб забезпечити ще стільки ж років горіння.

Людина живе в воднево-гелієвої всесвіту.

Тому водень представляє для нас дуже великий інтерес.

Вплив і користь водню в наші дні дуже велика. Практично всі відомі зараз види палива, за винятком, зрозуміло, водню, забруднюють навколишнє середовище. У містах нашої країни щорічно проходить озеленення, але цього, як видно, недостатньо. У мільйони нових моделей автомобілів, які зараз випускаються, заливають таке паливо, яке випускає в атмосферу вуглекислий (СО2) і чадний (СВ) гази. Дихати таким повітрям і постійно перебувати в такій атмосфері представляє дуже велику небезпеку для здоров'я. Від цього відбуваються різні захворювання, багато з яких практично не піддаються лікуванню, а вже тим більше неможливо лікувати їх, продовжуючи перебувати в можна сказати «зараженої» вихлопними газами атмосфері. Ми хочемо бути здоровими, і зрозуміло, хочемо, щоб покоління, які підуть за нами, теж не скаржилися і не страждали від постійно забруднюють повітря, а навпаки, пам'ятали і довіряли прислів'ї: «Сонце, повітря і вода - наші кращі друзі".

А поки я не можу сказати, що ці слова виправдовують себе. На воду нам вже взагалі доводиться закривати очі, оскільки зараз, якщо навіть брати конкретно наше місто, відомі факти, що з кранів тече забруднена вода, і пити її в жодному разі не можна.

Що стосується повітря, то тут на порядку денному вже багато років стоїть не менш важлива проблема. І якщо уявити, хоча б на секунду, що всі сучасні двигуни будуть працювати на екологічно чистому паливі, яким, зрозуміло, є водень, то наша планета стане на шлях, що веде до екологічного раю. Але це все фантазії і подання, які, на превеликий наш жаль ще не скоро стануть реальністю.

Незважаючи на те, що наш світ наближається до екологічної кризи, всі країни, навіть ті, які більшою мірою забруднюють своєї промисловістю навколишнє середовище, (ФРН, Японія, США, і як це не сумно - Росія) не квапляться панікувати і починати екстрену політику за її очищення.

Скільки б ми не говорили про позитивний вплив водню, на практиці це можна побачити досить таки не часто. Але все ж розробляється безліч проектів, і метою моєї роботи був не лише розповідь про сам чудовому паливі, але і про його застосування. Ця тема дуже актуальна, оскільки зараз жителів не тільки нашої країни, але і всього світу, хвилює проблема екології та можливі шляхи вирішення цієї проблеми.

1 Водень на Землі

Водень - один з найбільш поширених елементів і на Землі. У земній корі з кожних 100 атомів 17 - атоми водню. Він становить приблизно 0,88% від маси земної кулі (включаючи атмосферу, літосферу і гідросферу). Якщо згадати, що води на земній поверхні більше

1,5 ∙ 1018 м3 і що масова частка водню у воді становить 11,19%, то стає ясно, що сировини для одержання водню на Землі - необмежена кількість. Водень входить до складу нафти (10,9 - 13,8%), деревини (6%), вугілля (буре вугілля - 5,5%), природного газу (25,13%). Водень входить до складу всіх тваринних і рослинних організмів. Він міститься і у вулканічних газах. Основна маса водню потрапляє в атмосферу в результаті біологічних процесів. При розкладанні в анаеробних умовах мільярдів тонн рослинних залишків у повітря виділяється значна кількість водню. Цей водень в атмосфері швидко розсіюється і дифундує у верхні шари атмосфери. Маючи малу масу, молекули водню володіють високою швидкістю дифузійного руху (вона близька до другої космічної швидкості) і, потрапляючи у верхні шари атмосфери, можуть полетіти в космічний простір. Концентрація водню у верхніх шарах атмосфери складає 1 ∙ 10-4%.

2 Що таке воднева технологія?

Під водневої технологією мається на увазі сукупність промислових методів і засобів для отримання, транспортування та зберігання водню, а також засобів і методів його безпечного використання на основі невичерпних джерел сировини та енергії.

У чому ж привабливість водню і водневої технології?

Перехід транспорту, промисловості, побуту на спалювання водню - це шлях до радикального вирішення проблеми охорони повітряного басейну від забруднення оксидами вуглецю, азоту, сірки, вуглеводнями.

Перехід на водневу технологію та використання води в якості єдиного джерела сировини для отримання водню не може змінити не тільки водного балансу планети, але і водного балансу окремих її регіонів. Так, річна потреба енергетики такої високо індустріальної країни, як ФНР, може бути забезпечена за рахунок водню, отриманого з такої кількості води, яка відповідає 1,5% середнього стоку річки Рейн (2180 л води дають 1 тут у вигляді H2). Відзначимо попутно, що на наших очах стає реальною одна з геніальних здогадок великого фантаста Жуля Верна, який вустами героя рому «Таємничий острів» (гл. XVII) заявляє: «Вода - це вугілля майбутніх століть».

Водень, що отримується з води, - один з найбільш енергонасичених носіїв енергії. Адже теплота згоряння 1 кг H2 становить (за нижчого межі) 120 МДж / кг, у той час як теплота згоряння бензину або кращого вуглеводневої авіаційного палива - 46 - 50 МДж / кг, тобто в 2,5 рази менше 1 т водню відповідає за своїм енергетичного еквіваленту 4,1 тут, до того ж водень - легковідтворюєме паливо.

Щоб накопичити викопне пальне на нашій планеті, потрібні мільйони років, а щоб у циклі отримання та використання водню з води отримати воду, потрібні дні, тижні, а іноді години та хвилини.

Але водень як паливо і хімічна сировина володіє і рядом інших найцінніших якостей. Універсальність водню полягає в тому, що він може замінити будь-який вид пального в самих різних областях енергетики, транспорту, промисловості, у побуті. Він замінює бензин а автомобільних двигунах, гас в реактивних авіаційних двигунах, ацетилен в процесах зварювання та різання металів, природний газ для побутових та інших цілей, метан у паливних елементах, кокс у металургійних процесах (пряме відновлення руд), вуглеводні в ряді мікробіологічних процесів. Водень легко транспортується по трубах і розподіляється по дрібним споживачам, його можна отримувати і зберігати в будь-яких кількостях. У той же час водень - сировина для ряду найважливіших хімічних синтезів (аміаку, метанолу, гідразину), для одержання синтетичних вуглеводнів.

3 Як і з чого в даний час отримують водень?

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--