Get best of the week

Sejarah hidrogen kotor



Saat ini, transisi ke energi hidrogen sedang dibahas secara aktif, dan karenanya pilihan untuk menggunakan campuran hidrogen dengan gas-gas mudah terbakar lainnya sekarang terlihat seperti teknologi terbaru. Namun, ide ini bukan hal baru, dan memiliki analog di masa lalu.

ICE pertama adalah hidrogen!


Ini adalah fakta terkenal bahwa mobil pertama diciptakan oleh Karl Benz dan ... ini tidak sepenuhnya benar.

Alasannya adalah dia menciptakan mobil massal pertama! Dan pada kenyataannya, mobil pertama diciptakan oleh François Isaac de Rivaz, dan Etienne Lenoir membuat alat yang praktis cocok untuk pergerakan stabil.

Jika lebih detail, maka cerita di sini adalah ini.



Desain mesin pertama sederhana - satu silinder bekerja pada campuran hidrogen dan oksigen (50/50) yang berasal dari bola.

Pada 1808, De Rivaz menginstal ICE ini pada kereta yang disederhanakan, yang ia lakukan pada uji coba pertama. Kemudian, model yang bekerja pada gas batubara (gas bercahaya) dikembangkan.

Pada tahun 1813, sang penemu membangun mobil kedua sepanjang enam meter,
dilengkapi dengan roda dengan diameter dua meter. Dia menyebutnya "Grand char mecanique" dan melakukan uji coba di Vevey (Vaud). Panjang silinder adalah 1,5 meter, dan piston bergerak 97 sentimeter dengan setiap pembakaran.

Dengan setiap langkah piston, mobil bergerak jarak empat hingga enam meter. Pengujian dilakukan pada jalur miring di mana Grand char mecanique menempuh jarak 26 meter, dengan 4 orang di dalamnya dan beban 700 kg. Mobil itu bergerak dengan kecepatan 3 km / jam.

Fakta yang menarik adalah bahwa campuran itu dinyalakan tidak secara otomatis, tetapi secara manual!

Itu setiap langkah piston, waktu penyalaan, dan momen ledakan dikendalikan oleh "pengemudi" yang melihat gerakan piston mesin.

Tidak mengherankan bahwa Akademi Ilmu Pengetahuan pada waktu itu mengklaim bahwa mesin pembakaran internal tidak akan pernah bersaing dengan mesin uap, tetapi kurang dari setengah abad telah berlalu dan sebuah mesin yang lebih sukses dalam hal pergerakan muncul.

Setelah pengujian pada hidrogen, Rivaz mengganti mesin ke tenaga gas-batubara (lampu), tetapi persentase hidrogen tidak berubah (50% sama)!



Pada tahun 1860, Etienne Lenoir dari Perancis menemukan Hippomobile 2-stroke 1-silinder. Lenoir Hippomobile dinamai demikian karena menerima bahan bakar dengan elektrolisis air dan menggunakan hidrogen untuk memberi tenaga pada mesin horizontal kecil.

Mesin Hippomobile bekerja pada siklus alami dengan penyerapan campuran bahan bakar dan langkah ke bawah membakar bahan bakar bekas. Kemudian, Lenoir mengadaptasi mesin untuk membakar gas "batubara".

Pada tahun 1863, Hippomobile melakukan test drive dari Paris ke Joinville-le-Pont: kecepatan maksimum sekitar 9 km dalam ~ 3 jam.

Pengapian campuran dalam mobil Lenoir sudah otomatis - dengan mengorbankan gulungan Rumkorff.

Selain pengemudi, mobil juga bisa mengangkut penumpang. Bisa dikatakan sejak saat ini itu sudah menjadi aplikasi untuk sukses, dan terlepas dari kenyataan bahwa kemudian mobilnya tidak menerima pengembangan - kompetitornya Otto mampu memberikan dasar untuk ICEs otomotif tepatnya karena menyalin sebagian dari motor Lenoir.

Mesin Otto di masa depan juga bisa berjalan dengan hidrogen, tetapi, seperti sebelumnya, mesin lain bertahan adaptasi dengan gas batubara (cahaya). Sumber gas - batubara ini, jauh lebih mudah diakses dan lebih mudah digunakan daripada proses ekstraksi dan penggunaan hidrogen.

Jika kita menggambar beberapa analogi dengan mesin hidrogen modern, ICE hidrogen terbaik yang ada sekarang menggunakan prinsip pemisahan muatan injeksi hidrogen. Sederhananya dapat digambarkan sebagai berikut: "Idenya adalah bahwa gas dan udara harus diatur dalam lapisan dalam silinder sehingga pada titik nyala di piston campuran mengandung gas ringan sesedikit mungkin" (proposal ini diambil dari deskripsi motor Otto-Langren, yang dilewati mesin pameran Lenoir).

Seperti apa penampilan ke-19 dan ke-21?
( 36 54 % ) 20- 19 , 2020 20% 100% ( - 50%).

, .

HCNG V2G . .

2 100%?

micro-CHP .

19 , ( 55% ). .

« » . . «» «», . «» (, , , . .), «» — . « », 73 %, /(-). (: 70 %.)


Mobil seperti balon.


Awal abad ke-20 dapat dianggap sebagai waktu kelahiran kapal udara, tetapi "kantong gas" secara besar-besaran digunakan tidak hanya di langit!



Silinder gas dapat dilihat di bus selama tahun-tahun perang dunia pertama dan kedua.



Tas yang sama pada tahun-tahun itu di atas truk.





Dan transportasi pribadi penumpang tidak terkecuali. Perbedaan utama adalah hanya untuk tas mereka mencoba membuat bingkai yang solid untuk aerodinamika yang lebih baik.



Bahkan sepeda motor dan perahu ringan memiliki silinder berbentuk cerutu!

Ini bukan upaya untuk meniru balon, tetapi hanya pengulangan teknologi Rivaza di tingkat teknologi baru.

Semua transportasi ini tidak menggunakan hidrogen, tetapi semua gas-batubara yang sama!

Karakteristik mesin seperti itu sederhana karena jumlah bahan bakar yang kecil yang dapat disimpan dalam gelembung, dan efisiensi energi dari sistem rendah: tiga meter kubik gas menghasilkan energi sebanyak satu liter bensin. Akibatnya, memungkinkan untuk mengemudi tidak lebih dari 80 km di satu "pompa bensin" dengan gas dari sebuah silinder.

Namun demikian, kesederhanaan dan keandalan desain memungkinkan penggunaan sistem bahan bakar eksotis ini dalam jumlah besar di bus dan truk.





Seperti yang Anda lihat, proses pengisian bahan bakar bahkan lebih sederhana dari sekarang, tetapi frekuensi operasi ini tidak sebanding dengan waktu kita.



Gas tanpa kompresi digunakan tidak hanya di AS dan Eropa. Di Cina, bus gas semacam itu dioperasikan sampai tahun 90-an! Gas pada waktu itu bukan lagi campuran yang mengandung hidrogen, tetapi metana (yang, bagaimanapun, tidak ada salahnya untuk menggunakan pencampuran H2 atau gas batubara yang sama jika perlu).

Selain tugas sipil, tas juga digunakan untuk peralatan militer.

Jadi contoh khusus dari penggunaan gas tidak terkompresi adalah mobil hidrogen dari saat pengepungan Leningrad.



Biasanya setelah menonton video seperti itu ada sedikit endapan dari dongeng yang indah (dan dongeng itu bohong, tapi ada isyarat di dalamnya!).

Karena itu, Anda dapat mengklarifikasi beberapa poin ...
« 1941 »

19 .



20 , .



33- Norsk Hydro . Norsk Hydro , .

… « ».

— .

« … , , »

, , 20% , 100% . 80% ? .

, — !

№2 — 4 — 5 % ( ). !

№3. ( ) , ( 83-88 %). , 2 -62 1938 ( ).

50% ( ), , . , .

«»

, , . , , , . , , .

, .



. . , () 1938 .

. . . .

« ». «». , . ( ).



() , .

. - , .

, (-) .

Saat ini ada proposal untuk menghidupkan kembali kantong gas yang tidak terkompresi


ecomodder «»!


: « « 0,7 . . . - ? 60 ++ , 10-20 „“ .

— Toyota Prius, 10-20 , , .»

, H2!



-?



Namun sejauh ini mereka hanya belajar menyalin teknologi kuno untuk tujuan hiburan.

Selain mobil, gas tidak terkompresi juga digunakan untuk keperluan rumah tangga di zaman kita. Sekarang hanya metana yang digunakan dengan cara ini.


( 4 4 ). (B)pack (B)energy.



, . .



… .

HCNG? HLPG?


Hidrogen sebagai bahan bakar masa depan di abad ke-21 dapat kembali menjadi relevan, dan tidak seperti dua periode sebelumnya di mana sulit untuk menemukan peran hidrogen, kali ini semuanya tidak ambigu.

Apa yang akan terjadi jika Anda mendapatkan campuran gas yang mudah terbakar dengan hidrogen bukan karena bahan kimia. Reaksi, tetapi dengan mencampurkan H2 dengan gas?

Ide ini memulai penelitiannya pada tahun 1983 (Nagalim et al., 1983) di mana percobaan dengan mesin menggunakan campuran hidrogen dan gas alam dari 100/0, 80/20, 50/50 hingga 0 / 100.

Pada tahun 1989, HCI (Hydrogen components Inc.) mulai menguji campuran gas di Colorado State University, setelah itu mereka mematenkan campuran hidrogen dan metana yang disebut Hythane = Hydrogen + Methane ( H2 dari 15% menjadi 20% hidrogen dari total volume gas ).



Emisi hythane memenuhi standar lingkungan tertinggi.



Hythane diuji di bus selama bertahun-tahun di Amerika Serikat, tetapi ini bukan satu-satunya pilihan yang diuji untuk menambahkan hidrogen ke gas di Amerika Serikat.



Antara 2003 dan 2004, layanan pemerintah Arizona, dengan bantuan anak perusahaan Pinnacle West Capital Corporation, bekerja sama dengan Organisasi Pengujian Kendaraan Departemen Energi AS, menguji empat kendaraan gas yang diperkaya hidrogen.

Armada uji termasuk dua Ford F-150 dan satu Dodge Ram Wagon Van. Dalam laporan ini, kedua F-150 dibedakan dengan nama F-150 dengan persentase rendah dan F-150 dengan persentase tinggi. Persentase rendah campuran F-150 pada awalnya dilengkapi dengan mesin pabrik CNG. Itu telah dimodifikasi oleh NRG Technologies, Inc. di Reno, Nevada, untuk membakar bahan bakar campuran. APS mengoperasikan mobil ini dengan campuran hidrogen 30% (berdasarkan volume). Campuran F-150 dengan persentase tinggi pada awalnya dilengkapi dengan mesin bensin pabrik. NRG Technologies memodifikasinya untuk membakar hingga 50% campuran hidrogen dan 50% LNG (berdasarkan volume). APS menguji mobil untuk hidrogen 30% selama beberapa bulan. Kemudian pembawa dipindahkan ke hidrogen 50% (berdasarkan volume).Dodge Ram Wagon Van adalah kendaraan pabrik khusus untuk mengangkut LNG. APS mengoperasikan mobil ini terutama pada CNG. Namun, beberapa operasi dan tes dilakukan dengan menggunakan campuran 15% hidrogen dan CNG. Mobil keempat (Mercedes Sprinter Van), yang bekerja dengan 100% hidrogen, juga diuji. Keempat kendaraan didukung oleh pengaturan percobaan bahan bakar alternatif APS, yang dikembangkan untuk memasok bahan bakar gas, termasuk CNG, campuran CNG dan hidrogen, dan hidrogen murni dengan kemurnian hingga 99,9999%.Keempat kendaraan didukung oleh setup eksperimental bahan bakar alternatif APS, yang dikembangkan untuk memasok bahan bakar gas, termasuk CNG, campuran CNG dan hidrogen, dan hidrogen murni dengan kemurnian hingga 99,9999%.Keempat kendaraan didukung oleh pabrik pilot bahan bakar alternatif APS, yang dirancang untuk memasok bahan bakar gas, termasuk CNG, campuran CNG dan hidrogen, dan hidrogen murni dengan kemurnian hingga 99,9999%.

Mobil uji HCNG dengan persentase campuran yang tinggi adalah model tahun Ford F-150, yang awalnya dilengkapi dengan mesin bensin buatan pabrik. Telah dimodifikasi untuk bekerja pada campuran LNG dan hidrogen NRG Technologies, Inc. Kendaraan tiba untuk pengujian di Arizona State Service (APS) pada 6 Januari 2002. Selanjutnya, mereka mengoperasikan mobil dengan campuran hidrogen 30% (berdasarkan volume) selama 5 bulan. Pada 1 Juni 2002, NRG Technologies mengembalikan mesin untuk beroperasi dengan campuran hidrogen 50% (berdasarkan volume). APS menguji mobil dengan campuran 50% untuk menyeimbangkan masa percobaan.

Hanya ada satu kesimpulan berdasarkan hasil pengujian - tidak ada masalah keamanan yang muncul selama pengisian bahan bakar atau operasi F-150 menggunakan 30 atau 50% bahan bakar dengan campuran hidrogen.

Di India, Indian Oil Corporation Ltd (IOCL) telah menguji gas alam terkompresi yang diperkaya hidrogen (HCNG).

Persentase kandungan hidrogen yang diuji adalah 18%. Direncanakan untuk menggunakan reformer gas kompak yang dikembangkan oleh IOCL untuk membuat campuran HCNG, yang selanjutnya akan menggunakan gas untuk bus pengisian bahan bakar. Penggunaan gas ini dalam transportasi umum akan memecahkan masalah polusi udara, karena campuran ini mengurangi emisi CO hingga 70% dan memberikan penghematan bahan bakar hingga 5%.

Pesaing HCNG adalah campuran propana dan hidrogen.

Penelitian di bidang ini dilakukan di Jepang.



Di Rusia dan Republik Belarus, studi tentang efek aditif hidrogen dilakukan dalam kondisi tertentu pada tegakan motor.

Hasil dan kesimpulannya serupa.

Efek positif H2 adalah yang terbaik tanpa konversi mesin bahkan dengan gas aditif 2 -4% dalam volume total. Jumlah kecil ini mengurangi total waktu pembakaran bahan bakar dan meningkatkan tekanan maksimum di ruang bakar sebesar 17 -23%.

Masalah lingkungan utama saat menambahkan H2 ke propana ke dalam campuran adalah asal gas. Propana adalah turunan dari minyak.

Masalah umum menambahkan hidrogen ke metana atau propana adalah asal dari hidrogen itu sendiri, karena tidak seperti gas ringan, ia harus diperoleh secara terpisah dari gas kedua.

Dan di sini Anda kembali dapat beralih ke sejarah ...

Pada abad ke-20, R. Erren mengusulkan untuk memproduksi hidrogen melalui listrik malam hari yang murah ... di abad ke-21, mereka mengusulkan untuk melakukan hal yang sama, kecuali fakta bahwa energi ini akan diambil dari sumber energi hijau, dan secara teoritis dapat tersedia selama produksi berlebih bahkan pada siang hari.

PS . "Seperti yang Anda lihat," kotor "hidrogen memiliki setiap kesempatan untuk masa depan yang bersih ... di bumi. Tapi di udara ... ini akan menjadi artikel selanjutnya.

More articles:


All Articles