Слайд 2
Чем обусловлен выбор темы:
Влияние и польза водорода в
наши дни очень велика.
Практически все известные сейчас виды топлива,
за исключением, разумеется, водорода, загрязняют окружающую среду.
Наш мир приближается к экологическому кризису, все страны, даже те, которые в большей степени загрязняют своей промышленностью окружающую среду, (ФРГ, Япония, США, и как это не прискорбно – Россия) не торопятся паниковать и начинать экстренную политику по её очищению.
Слайд 3
Введение.
Исследования Солнца, звёзд, межзвёздного пространства показывают, что самым
распространённым элементом Вселенной является водород (в космосе в виде
раскалённой плазмы он составляет 70 % массы Солнца и звёзд).
Человек живёт в водородно-гелиевой вселенной.
Влияние и польза водорода в наши дни очень велика. Практически все известные сейчас виды топлива, за исключением, разумеется, водорода, загрязняют окружающую среду.
Слайд 4
История.
Выделение горючего газа при взаимодействии кислот и металлов
наблюдали в XVI и XVII веках на заре становления химии как науки. Прямо
указывал на выделение его и Михаил Васильевич Ломоносов. Английский физик и химик Генри Кавендиш в 1766 году исследовал этот газ и назвал его «горючим воздухом». Французский химик Антуан Лавуазье совместно с инженером Ж. Менье, используя специальные газометры, в 1783 г. осуществил синтез воды, а затем и её анализ, разложив водяной пар раскалённым железом. Таким образом, он установил, что «горючий воздух» входит в состав воды и может быть из неё получен.
Слайд 5
Происхождение названия.
Лавуазье дал водороду название hydrogène (от др.-греч. ὕδωρ — вода и γεννάω —
рождаю) — «рождающий воду». Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году —
по аналогии с «кислородом» М. В. Ломоносова .
Слайд 6
Методы производства водорода.
Электролизные генераторы водорода для производства.
Современные
технологии позволяют владельцам производств химических, электронных, стекольных и других
отраслей промышленности использовать технологию электролитического производства водорода. Используя электролизные генераторы водорода, достигается одна из главных целей: использование в текущем производстве водорода эффективным, надежным и экологически чистым способом.
Слайд 7
Принцип действия электролизного генератора водорода.
Работа электролизного генератора водорода
происходит полностью автоматически. В основе принципа действия такого генератора
лежит процесс электролиза щелочных водных растворов. Таким образом, для эффективной работы электролизного генератора необходимы только электроэнергия и деминерализованная вода.
Слайд 8
Процесс электролиза осуществляется с помощью специальной электролитической ячейки,
которая способствует разделению кислорода и водорода. При выходе из
этой ячейки полученные газы проходят охлаждение и осушку. С помощью специальных отводов они направляются для дальнейшего использования. Вся работа данного генератора находится под контролем центрального блока, который в свою очередь находится под центральным управлением. Кроме того, электролизные генераторы водорода имеет специальный дисплей, который называют удаленным компьютером. На нем находится вся информация о непосредственной работе генератора. При возникновении незапланированных ситуаций дисплей генератора подает специальные звуковые сигналы.
Слайд 9
Пример электролизного блока HySTATtm-A.
Генератор водорода состоит из
двух основных подсистем:
технологическая часть - она включает в себя
электролизеры (модули) и устройства для очистки и осушки газа до выхода к потребителю или на хранение;
силовая часть - состоит из блока питания и блока управления, а также может включать блок распределительного устройства.
Слайд 10
Водородный транспорт.
Водородный транспорт — это различные транспортные средства, использующие
в качестве топлива водород. Это могут быть транспортные средства как
с двигателями внутреннего сгорания, с газотурбинными двигателями, так и с водородными топливными элементами.
Слайд 11
Первый двигатель.
BMW Hydrogen 7 с водородным двигателем внутреннего сгорания
Первый двигатель
внутреннего сгорания, работающий на водороде создал Франсуа Исаак де Риваз
(1752—1828) в 1806 году. Водород изобретатель производил электролизом воды.
В блокадном Ленинграде бензин был в дефиците, но водород имелся в большом количестве. Военный техник Борис Шелищ предложил использовать воздушно-водородную смесь для работы заградительных аэростатов. На водород перевели двигатели внутреннего сгорания лебёдок аэростатов. Во время блокады в городе на водороде работало около 600 автомобилей.
Слайд 12
Водород: безопасная альтернатива бензину.
Все чаще СМИ освещают вопросы
разработок автомобилей, топливом для которых служит не привычный всем
бензин, а водород. Причем, идеей заинтересованы крупнейшие компании, политики и бизнесмены. И не случайно. Водород может стать неплохой альтернативой привычному топливу, тем более прогнозы ученых относительно скорого истощения природных запасов топлива неутешительны.
Слайд 13
Идея замены бензина на водород возникла много десятилетий
назад. Еще в СССР обсуждался вопрос применения экологически чистого
газа, как альтернативы дымного бензина. Однако долгое время не представлялось возможности воплотить открытие в жизнь. Сегодня же многие компании тратят большое количество времени и средств на разработки в этой сфере. Уже появились новости о том, что буквально через пару лет серийный выпуск автомобилей на водородном топливе будет произведен.
Слайд 14
Плюсы и минусы идеи.
Считается, что
авто на водороде – система надежная, а главное, простая.
Однако комплекс структур, которые отвечают на функционирование всей системы, не на высоте. Если приобрести такую машину на топливном элементе в России, то осуществлять заправку необходимо будет все равно за рубежом.
Слайд 15
Второй недочет в системе – способ хранения топлива.
Суть в том, что меньше атомов, чем атомы водорода,
в природе нет. А это значит, что практически сквозь любое вещество, через любую поверхность водород способен проникнуть и «испариться». Как бы ни были надежны резервуары, в которых хранился бы водород, рано или поздно он начал бы просачиваться наружу. На сегодняшний день силы ученых направлены на решение этой проблемы.
Слайд 16
Использование водорода.
в азотной промышленности
для получения синтетического аммиака.
значительное
количество водорода используется в нефтехимической промышленности для очистки нефти
от сернистых соединений
жидкий водород необходим в авиации и космонавтике
В будущем потребление водорода будет расти более высокими темпами.
Слайд 17
Использование водорода в быту.
Дом на водороде. Как это
мыслится? В настоящее время для обеспечения всех городских удобств
к городскому дому должны быть подключены коммуникации для бытового газа, источники электропитания, источники бытового теплоснабжения. Все это очень дорого и сложно.
Использование водорода для бытовых целей в значительной степени технически подготовлено. Известны и испытаны различные типы керамических горелок. Регулируя подачу газа в горелку, в которую вмонтирована каталитическая пластина, можно менять в широких пределах температуру нагрева при приготовлении пищи. Водород легко и полностью сгорает при низких температурах на поверхности катализаторов. При этих температурах полностью исключается образование оксидов азота. Единственным продуктом сгорания на кухне будет водяной пар.
Слайд 18
Смеси традиционных видов топлива с водородом
Широкое внедрение водородного
топлива пока сдерживается более высокой ценой водорода по сравнению
с привычными жидкими и газовыми топливами, отсутствием необходимой инфраструктуры. Промежуточным решением могут стать смеси традиционных топлив с водородом. Водород может использоваться для улучшения воспламеняемости бедных смесей в ДВС, работающем на традиционных видах топлива. Например, HCNG — смесь водорода с природным газом.
Делаются установки, производящие водород из дистиллированной воды на борту транспортного средства. Далее водород добавляется к дизельному топливу. Такими установками оснащаются тяжелые грузовики и горная техника. Считается, что это позволяет сократить расход топлива и увеличить мощность двигателя и уменьшить экологическую вредность выбросов, хотя существуют и другие точки зрения
Слайд 19
Факторы, сдерживающие внедрение водородных технологий.
отсутствие водородной инфраструктуры (частично
эту проблему можно разрешить в частности устройством домашних заправок
при частных жилых домах).
несовершенные технологии хранения водорода.
отсутствие стандартов безопасности, хранения, транспортировки, применения и т. д.;
распространённые современные способы безопасного хранения водорода требуют большего объёма топливных баков, чем для бензина. Поэтому в разработанных на сегодняшний день автомобилях замена топлива на водород приводит к значительному уменьшению объёма багажника. В частности на автобусах топливные элементы могут размещаться на крыше кузова, подобно тому как это делается например с троллейбусным электрооборудованием.
