Новая энергетика - TopReferat

Возможно, что водород можно получить,используя специально выращенныемикроорганизмы, что делает перспективнымразработки генной инженерии в этомнаправлении. В почве существует рядмикроорганизмов, которые выделяют водород ввиде побочного продукта.Финские специалисты разрабатываюттехнологию получения водорода из растительныхмасел. Идея заключается в применениикатализатора, который использует кислородвоздуха для естественного подогрева, прикотором масло, трансформируемое паром, отдаётводород. При переработке одной тонны биомассыможно получить около 160 кг водорода. При этомдля получения одной молекулы водородарасходуется 103 кДж тепла, а при сжигании тойже молекулы выделяется 285 кДж тепла, такимобразом положительный энергетический эффекточевиден. Срок окупаемости такой установкипредположительно 3-5 лет.материале мембраны. Для её изготовленияпредполагается применять тончайшиекерамические пластины, предотвращающиеповторную рекомбинацию кислорода и водорода.Топливные элементы с мембраной протоновогообмена (ТЭМПО) считаются лучшим видомтопливных элементов, так как являютсяисточником энергии для транспорта и могут современем заменить бензиновые и дизельныедвигатели внутреннего сгорания. Впервые онибыли использованы в 1960-х для программыНАСА «Gemini» («Близнецы»). Сейчас ТЭМПОразрабатываются и демонстрируются для системмощностью от 1 ватта до 2 киловатт.Морская вода также является источникомполучения водорода. В настоящее времяразработана технология получения водорода изморской воды термохимическим способом,который значительно дешевле электролиза.В настоящее время планируется разработкановой технологии получения водорода из водыпутем высокотемпературного электролиза. Новаятехнология позволит получать относительнонедорогой водород. Разработками займутсяГосударственная лаборатория исследованийокружающей среды и инженерии штата Айдахо(США) совместно с американской компаниейCeramatec. На проведение соответствующихработ выделены 2,6 миллиона долларов, акоммерчески выгодный вариант установки можетпоявиться в 2017 году.В проектируемой установке будут примененывысокотемпературные гелиевые реакторы. Такиереакторы обеспечивают возможностьпроизводства электроэнергии с высоким КПД вгазотурбинном цикле, а также выработкубольшого количества тепловой энергии.Принцип работы будущего комплекса сводитсяк следующему. При подведении электрическоготока происходит разделение молекул воды наводород и кислород. При дальнейшемувеличении температуры примерно до 1000градусов Цельсия кислород мигрирует черезмембрану, а в резервуаре остается чистыйводород. Основное нововведение, предложенноеисследователями, заключается именно вВ топливных элементах МПО в качествеэлектролита используется твердая полимернаямембрана (тонкая пластиковая пленка).Намокнув в воде, этот полимер пропускаетпротоны, но не проводит электроны.Топливо для ТЭМПО – водород, а носителизаряда – ионы (протоны) водорода. На анодемолекула водорода расщепляется на ионыводорода (протоны) и электроны. Ионы водородапроходят через электролит к катоду, а электронытекут по внешней цепи и производятэлектроэнергию. Кислород, обычно в видевоздуха, подается к катоду и, комбинируясь сэлектронами и ионами водорода, производитводу. На электродах проходят следующиереакции:Реакции анода: 2H 2=> 4H+ + 4e-Реакции катода: O 2+ 4H+ + 4e- => 2 H 2OОбщие реакции элемента: 2H 2+ O 2=> 2 H 2OПо сравнению с другими видами топливныхэлементов ТЭМПО производят больше энергии70 Íîâàÿ Ýíåðãåòèêà N 2(21), 2005