Перейти к содержимому
Форум химиков на XuMuK.ru

alex_zeed

Пользователи
  • Публикации

    12
  • Зарегистрирован

  • Посещение

Репутация

0
  1. alex_zeed

    Альтернатива бензину - "за" и "против"...

    Да пока углеводороды можно добывать из дырочки в земле - кто ж их станет получать иным путем? Я вот пытался собрать мнения в этой теме: http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=3974 и не особо преуспел. Правда за время существования темы Гугл мне открыл много интересного. Оказывается, метанол можно синтезировать не только из природного газа (через CO+H2), но и из CO2 + H2 примерно в тех же условиях, и умели это еще в 1927 году. А в 70-е годы фирма Mobil разработала метод синтеза бензина, аналогичного 92-95, из метанола. Я также видел упоминание подобного метода синтеза в проспектах какой-то российской фирмой, занимающейся разработкой GTL технологий. Вот тут про метанол. http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/454.html Так что - строим вот такую http://www.membrana.ru/lenta/?8014 солнечную электростанцию, водород - электролизом, углекислый газ - из воздуха (вот тут думать надо, как бы его добыть с минимальными затратами), и несколько литров бензина с квадратного метра в год реально получить даже в Крыму, не говоря уже про Африку. В Африке можно построить станцию, которая обеспечит горючим всю пленету - нужно только максимально удешевить зеркала и строительство.
  2. alex_zeed

    Энергоаккумулирующие в-ва домашнего применения

    О. А вот еще вычитал (Википедия русская - Монооксид углерода) что реакция CO + H2O = CO2 + H2 + 42 кДж обратимая и при температуре выше 830 градусов смещается влево. Значит ли это, что выше этой тепмпретуры в нагретой смеси будет преобладать угарный газ + водяной пар? Вообще похоже это у меня заблуждение образовалось, что СО2 ни с чем не реагирует. Вот оказывается, из смеси СО2 + Н2 можно прямо сразу метанол синтезировать. И умели это в 1927 году... Вопрос только в параметрах реакции и отборе метанола из продуктов реакции. Так что наврное не в реакциях проблема, а правда в энергии - вот как нефть кончится, так сразу и появятся установки синтеза органики из воздуха и солнца...
  3. alex_zeed

    Энергоаккумулирующие в-ва домашнего применения

    Можно. Можно и известь (гидроксид кальция) обжигать до оксида кальция и складывать в кучку. А потом при взаимодействии с водой получать тепло. Только много ее надо - извести. И кислоты много, да еще и едкая она больно Сравним: Кислота: до 87 кДж/моль, 1 моль H2SO4 = 1*2+32*1+16*4 = 98 г, уд. теплота 887 кДж/кг Известь: 67 кДж/моль, 1 моль CaO = 40+16 = 56 г, уд. теплота прим. 1200 кДж/кг И это я посчитал "хороший" вариант удельной энергии, на самом деле после реакции придется хранить гидроксид кальция или растворенную кислоту, весить будет больше, уд. энергия еще меньше. А у разнообразных жидких топлив уд. теплота сгорания болтается в районе 30-50 МДж/кг, почувствуйте разницу. Вообще, получается навскидку, что надо бы иметь хотя бы несколько (3-5) МДж/кг, тогда получение электричества с помощью такой реакции приобретет смысл. Ну то есть реакция должна уметь разогреть свои же продукты до нескольких сотен градусов, иначе КПД тепловой машины будет слишком низким. Для отопления и горячей воды конечно сгодится и +100 С, но весной не будет нужно столько отопления, а электричество будет нужно. Да, а может электрохимические реакции можно приспособить? Только чтобы электроды не расходовались, дорого сильно будет. То есть топливный элемент на каком-нибудь нетрадиционном топливе.
  4. alex_zeed

    Энергоаккумулирующие в-ва домашнего применения

    А теплосети то тут причем? Пускай они себе и дальше отапливают многоэтажки. Может быть биогаз и иные виды переработки органики это и хорошо. Но все равно эту органику надо где-то брать. Как тут уже заметили, тоннами в год. Так что интересуют и иные варианты. Из азотистых соединений и реакций может что-то можно подобрать? Что есть такого азотистого (только N, O и H), жидкого или твердого и не очень ядовитого? Боюсь правда что ничего такого что можно было бы сжечь, да еще и продукты неядовитые были... О идеях - была еще статейка о восстановлении кремния из оксида, как метод запасения энергии. Но тут я опять не пойму как восстанавливать кремний без углерода, а углерода у нас нет.
  5. alex_zeed

    Энергоаккумулирующие в-ва домашнего применения

    Эффективность преобразования энергии Солнца растениями невысока, не то доли, не то единицы процентов. Поэтому отопление растениями, да еще перебродившими (там тоже энергия теряется) - не самый лучший метод. Хочется чего-то лучшего
  6. alex_zeed

    Энергоаккумулирующие в-ва домашнего применения

    Насчет биогаза - вопрос спорный. Биогаз - это вроде как метан с водородом, сероводородом и СО2. Его в бочку не нальешь. Перспективная технология - получение из него синтез-газа, а из него - метанола или лучше диметилового эфира. Но ведь есть и другой метод получения синтез-газа - плазменный пиролиз. Сразу из органических отходов, минуя стадию биогаза. Это между прочим рассматриваемый вариант - но токо где ж набрать столько, пардон, какашек? Но если от них отвлечься, как считаете - жизнеспособная схема? Органические отходы подвергаются пиролизу и из них получается синтез-газ. Из него затем синтезируем метанол, а из последнего - ДМЭ. Упоминается в некоторых источниках и процесс прямого синтеза ДМЭ - но как-то неуверенно. Процессы все осуществимые в промышленных масштабах (пиролиз применяется при утилизации мусора, синтез ДМЭ через метанол или напрямую - рассматривается многими компаниями как перспективный процесс конверсии природного газа). Но вопросов хватает. Например - на каком этапе (синтез-газ, метанол или ДМЭ) очищать продукт от примесей, в частности серных соединений, как это делать и куда потом эти примеси девать.
  7. alex_zeed

    Энергоаккумулирующие в-ва домашнего применения

    В частном порядке колдую Меня сильно смущают падающие летом ко мне на участок сотни киловатт А если серьезно, то подобную систему рассматриваю с точки зрения _применения_ в частных домах, изготовление узлов системы в домашней мастерской вовсе не обязательно - это может быть вполне себе заводского исполнения установка. Где будем брать биогаз для сжижения? А вот сжиженный воздух (или только азот, для безопасности) в принципе вариант - только боюсь его понадобится слишком много, какой-то исполинский дьюар, да еще и повышенной теплоизолированности, кажется ни один нормальный дьюар полгода азот не хранит - при хранении он будет испаряться. И еще - с точки зрения обратного преобразования в энергию он неудобен. Энергия желательна в виде повышенной температуры - тогда тепловая машина с генератором будет давать кроме электричества бросовое тепло, которое можно использовать для отопления. А тепловая машина на жидком азоте будет давать бросовый холод, и кому он зимой нужен?
  8. Господа (и товарищи ) химики! Не так давно поднималась мной тема синтеза чеге-нибудь полезного из углекислого газа, заглохла, да это и понятно. Но на нем одном свет клином не сошелся. Поэтому расширяю тему. Поделитесь идеями потенциально подходящего набора химических реакций для запасения солнечной энергии летом и использования ее зимой. Энергия либо электрическая, либо тепловая с невысокой температурой (до 200-300 С). Очень желательно отсутствие в процессе реакции токсичных компонентов, и просто необходимо таковое отсутствие в хранимых продуктах. В идеале было бы неплохо для реакции запасения энергии иметь исходными веществами только неограниченно доступные (вода, кислород, азот, CO2). Соответственно для реакции высвобождения энергии они будут продуктами. Хотя в принципе как вариант сойдет хранение и исходных, и продуктов. Хранимые вещества должны быть жидкими, или в крайнем случает твердыми. Еще они должны быть достаточно дешевыми в количествах, способных запасти сотни гигаджоулей энергии (например бензина на это нужно 2-3 тонны, а он содержит весьма много энергии). Могу привести кучку неподходящих примеров. 1. Синтез аммиака из водорода и азота, водород электролизом из воды. Не подходит, бо жидкий аммиак требует охлаждения или давления и ядовит. 2. Просто электролиз воды, хранение водорода. Не подходит, слишком уж водород газообразен... 3. Синтез жидких углеродосодержащих топлив, хоть каких (спирты, углеводороды, любимый китайцами ДМЭ). Заманчиво по хранению и использованию, но проблемы с источником углерода - достать его из CO2 сложно. Может быть стоит плясать от реакции высвобождения энергии - она должна быть достаточно энергичной для нагрева реагирующих в-в хотя бы до 500 градусов, иначе отбор энергии будет слишком неэффективным. В общем, приводите примеры экзотермических химических реакций, может даже и с не очень дешевыми компонентами, там уже подумаем где их брать.
  9. ОК, спасибо за ссылку - почитаю. А насчет низкого потока энергии - соглашусь наверное по всяким ветрам-приливам, а вот по солнцу не соглашусь. Приведу пример прикидочного расчета - критика конечно же приветствуется. Исходные данные (оценочные, это прикидочный расчет с допустимой ошибкой раза в 2-3): Мировая добыча нефти за год - около 4 млрд тонн в год (Википедия) Энергоемкость нефти - 10 квт-ч/кг (примерная) Плотность потока солнечного излучения днем в Африке - 1 кВт/м2 (тоже примерно - она может быть и ниже, и немного выше) Время, в течение которого присутствует такая мощность - 2000 часов в год (25% от 8760 часов в году) Общий КПД преобразования Солнце-энергия - 10% (Да, это спорный момент - но я считаю что такой полный КПД будет достижим при дальнейшем развитии технологий) Итак. Годовая энергия всей нефти: 4*10^12 кг * 10 кВт*ч/кг = 4*10^13 кВт*ч. Требуемая мощность нашей электростанции: 4*10^13 кВт*ч / 2000 ч = 2*10^10 кВт Имеющаяся мощность на единицу площади: 1 кВт/м^2 * 0.1 = 0.1 кВт/м^2 Требуемая площадь: 2*10^10 кВт / 0.1 кВт/м^2 = 2*10^11 м2 = 2*10^5 км^2 Получили 200 000 квадратных километров. Это квадрат со стороной менее 500 км - мне кажется в Африке вполне можно найти столько места. А уж в Тихом океане - стопудово. Собственно никто не предлагает строить одну такую гигантскую станцию - лучше построить их много, размером поменьше. Да, я тут забыл учесть что нефть - это только 48% мирового потребления энергии. ОК, добавим это и еще запас "на вырост" и получим - нужно собрать солнечную энергию с одного миллиона квадратных километров. Это триллион квадратных метров. Основную часть этой площади займут зеркала, и я думаю что при таких объемах их можно научиться делать дешевыми... Вообще - цена это и есть главный вопрос. При современных ценах порядка $5000 за киловатт установленной мощности сумма выходит конечно совершенно заумная - 100 млрд кВт * 5000 = 500 трлн баксов. Полторы сотни годовых бюджетов США. Но что такое цена? Это штука очень относительная. Особенно при больших объемах, когда цена разработки тонет в общем объеме. Если каждый китаец вручную сделает 1000 зеркал по квадратному метру - то нам как раз хватит Между прочим $5000/кВт (и кстати 140 Вт/м2 выходной электрической мощности) - это реальная солнечная электростанция PS10 в Испании. Ладно, наверное это все немного совсем не по теме данного форума - но в общем, моя главная мысль такая - энергии нам Солнце дает предостаточно, и земли бесхозной в мире хватит чтобы ее собрать - дело только за дешевой техникой для собирания.
  10. Да нет - есть одна задачка, на которую все это просится. Долговременная аккумуляция энергии Солнца. На полгода - с лета на зиму. Или сбор ее в солнечных районах и экспорт танкерами в северные Преобразовывать солнечную в электро вон уже обещают с кпд 60% и выше: http://www.membrana.ru/articles/inventions.../10/150500.html А дорогая солнечная энергетика только пока она не массова. Когда-то искали на мировом рынке спрос для пяти компьютеров - а щас их вон сколько. Фотокамера цифровая размером с ноготь большого пальца и ценой несколько десятков баксов никого не удивляет (я имею в виду те что в мобилы встраивают)... И батареи дешевые солнечные не будут.
  11. Да я тоже сильно засомневался в реализуемости данного чуда - но просто химию и физику знаю только в объеме давным-давно оконченной средней школы... Вот решил спросить у знающих людей. Хотя откуда идет такое желание - понятно. Ведь растения нагло тащат углерод даже не из чистого СО2, а прямо из атмосферы. И не в плазме, а при комнатных температурах. Еще кстати есть интересная (хотя бы своей бредовостью ) идейка - можно ли построить биологическую систему (бактерии? водоросли? грибы?), берущую энергию синтеза не из света, а из электричества напрямую - чтобы росли прямо на проводках?
  12. Есть интересный вопросик. Прочел тут статейку об одном проекте на тему альтернативной энергетики. Пишут что умеют производить электролиз в нагретой до 1100 градусов смеси водяного пара и двуокиси углерода. Ну и получать соответственно чистый (они даже пишут "сверхчистый" )кислород и синтез-газ. Ну а потом из синтез-газа уже понятно что можно наклепать метанола, ДМЭ или даже бензиноподобной фигни - этим GTL занимается. Вот мне стало интересно - с физико-химической точки зрения такое возможно - электролиз газа? Ведь температуры то вроде совсем не плазменные? Или они сначала подогревают, а потом идет электрический разряд и таки получается плазменная реакция? Ну и отдельный вопрос - что ж там станет с электродом, на котором выделяется атомарный кислород, неужели долго проживет? Вот выдержка: --- В России открыт способ утилизации углекислого газа с использованием новейших технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Операцию проводят высокоэкономичным методом газоразделения с помощью ионообменных мембран, при этом концентрацию углекислоты доводят до 98-99%. Очищенный диоксид углерода закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он поступает на дальнейшую переработку. На следующей стадии углекислый газ смешивают с парами воды и подвергают электрохимическому разложению в процессе электролиза. В результате реакции при высокой (1100-1150 C) температуре на аноде выделяется сверхчистый кислород, а на катоде - смесь окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ, служащий основным сырьем для производства углеводородных соединений, всего спектра современных искусственных материалов - от синтетического бензина и дизельного топлива до изделий из полимеров (пластмасс, лаков, красок, растворителей и т.д.). Синтез-газ может использоваться и в металлургии для бескоксового производства чугуна. Эта технология для получения углеводородов из диоксида углерода (т.е. практически из отходов промышленности) не имеет мировых аналогов. --- Ну конечно малость подозрительно что нет ссылок на разработчика данной технологии (НИИ, лабораторию...) - зато есть куча рефератов в которых этот абзац содержится практически без изменений. В общем, интересно мнение химиков по этому вопросу (будем ли мы когда-нибудь получать бензин из солнца? )
×