سوخت هیدروژن

[♥milad♥]

این اولین پست من توی این انجمن و دوست دارم از اطلاعات دوستان توی این انجمن استفاده کنم.


سوخت هیدروژن (hydrogen fuel)
هیدروژن یکی از تمیزترین سوخت ها میباشد که نسبت به سایر سوخت ها دارای کمترین میزان الایندگی میباشد. زیرا گازهای حاصل از احتراق نیتروژن صرفا بخار اب و اکسیدهای نیتروژن میباشد.
از انجا که هیدروژن نسبت به سایر سوخت ها سریع تر شعله ور میشود از ان نمیتوان در موتورهای با نسبت تراکم بیش از 10 استفاده نمود. زیرا در غیر این صورت ممکن از پدیده خودسوزی رخ دهد و در اثر ان انفجار درون محفظه احتراق بصورت ضربه ای باشد. حتی به کارگیری تجهیزاتی همچون توربوشارژ و سوپرشارژ که باعث افزایش فشار درون محفظه احتراق میگردد که این موضوع برای موتور های که با سوخت هیدروژن کار میکنند اصلا جالب و مناسب نیست. زیرا افزایش فشار نیز به ایجاد پدیده خودسوزی کمک مینماید.
معمولا گاز هیدروژن از تجزیه موادی همچون گاز طبیعی (متان) گاز مایع (LPG) و یا اب بدست می اید.


ادامه دارد...

 

[♥milad♥]

روش های استفاده از سوخت هیدروژن

1. در روش اول هیدروژن همچون سایر سوخت ها در داخل محفظه احتراق با اکسیژن ترکیب شده و میسوزد. گازهای حاصل از این احتراق صرفا بخار اب و اکسیدهای نیتروژنی میباشد
2. در این روش از یک سلول سوختی استفاده میشود. وظیفه سلول سوختی تولید انرژی الکتریکی با استفاده از هیدروژن میباشد. زیرا همونگونه کهدر اثر عمل الکترولیز اب به وسیله جریان الکتریکی گازهای اکسیژن و هیدروژن ازاد میشود. در یک واکنش معکوس نیز میتوان از واکنش اکسیژن و هیدروژن جریان الکتریکی تولید نمود. این کار در یک سلول سوختی انجام میگیرد.
در یک سلول سوختی هیدروژن به عنوان دهنده الکترون (اند) و اکسیژن به عنوان گیرنده الکترون (کاند) میباشد. به عبارتی بهتر درون سلول سوختی صفحات اند و کاند وجود دارد و در اثر انتقال الکترون از اند به سوی کاند جریان الکتریکی تولید میشود.

 

[♥milad♥]

عکس یک مخزن ذخیره گاز هیدروژن

 

[♥milad♥]

ذخیره سازی هیدروژن
با توجه به خاصیت فراریت هیدروژن و قابلیت احتراق بسیار سریع ان ذخیره سازی هیدروژن کار بسایر مشکلی میباشد. زیرا ممکن است در اثر وارد امدن کوچکترین ضربه ای یا ایجاد جرقه گاز هیدروژن منفجر شودکه بسیار خطرناک است. بطوریکی یکی از مهمترین دلایلی که مانع گسترش این سوخت گردیده است همین مسئله میباشد.

روشهای که میتوان گاز هیدروژن را ذخیره سازی کرد:

1. به صورت گاز فشرده
در این حالت هم نیاز به تعداد مخازن زیادی داریم که فضای زیادی را اشغال مینماید و هم اینکه حجم گاز ذخیره شده به نسبت کم میباشد. همچنین به دلیل فراریت گاز هیدروژن اب بندی نمودن مخازن و اتصالات ان کار بسیار مشکلی است. یکی دیگر از معضلات این روش بالا بودن خطر انفجار و کم بودن ایمنی ان میباشد. زیرا این مخازن ممکن است در اثر هر گونه ضربه و یا حرارتی منفجر گردد.
2. بصورت مایع تحت فشار
با توجه به پایین بودن دمای تبخیر هیدروژن که 253- سانتی گراد است هم طراحی و هم ساخت یک سیستم خنک کننده که بتوان مخزن خنک را نگه دارد کار بسیار مشکلی است و هم ساخت مخزن جدار ضخیم که بتوان هیدروژن مایه را تحت فشار نگه دارد کار مشکل و پرهزینه ای است.
3. استفاده از مواد ذخیره کننده در مخازن هیدروژن
موادی به نام هیدرید وجود دارند که قابلیت ذخیره سازی هیدروژن را در خود دارد. این مواد دارای یک ساختار اسفنجی شکل هستند. بطوری که گاز هیدروژن میتواند درون منافذ ان ذخیره گردد. از مزایای این روش امکان ذخیره سازی حجم زیادی گاز هیدروژن میباشد. همچنین خطر انفجار نیز در این حالت بشدت کاهش میابد.
در این روش مواد هیدرید را درون مخزن هیدروژن جاسازی مینمایند. سپس مخزن را با گاز هیدروژن شارژ میکنند. جالب است که در این حالت حتی اگر مخزن را برش دهیم گاز هیدروژن براحتی ازاد نمیشود. بنابراین از فرار هیدروژن جلوگیری میشود. همچنین اگر مخزن مشتعل گردد اشتعال ان بصورت انفجار نخواهد بود بلکه این اشتعال کاملا ارام و همچون اتش یک سیگار است.بنابراین میتوان گفت که این روش مناسب ترین با کیفیت ترین و ایمن ترین روش ذخیره سازی هیدروژن میباشد.