Перейти к публикации
Форум химиков на XuMuK.ru
аЛёша

Термохимическое аккумулирование

Рекомендованные сообщения

Здравствуйте!

Прошу по возможности поделиться мнением и знаниями, а также рекомендовать необходимую литературу, свежие и не очень, отечественные и зарубежные публикации и разработки по вопросу использования обратных химических реакций для аккумулирования (запасания) теплоты.

 

Принцип мне понятен и кажется интересным - Не востребованная в данный момент теплота направляется для осуществления хим.реакции (эндотремич.), полученный продукт Х храниться и ждет своего часа. По мере необходимости осуществляем взаимодействие этого продукта Х с другой компонентой, подобранной так, чтобы реакция была экзотермической. Выделяемую теплоту используем на имеющиеся нужды, например - греем воду.

 

Но почему он не реализуется широко? Неужели из миллиона химических соединений нельзя подобрать нужные реакции? - Вопросы конечно дилетантские, но тем не менее имеющие место в моей голове.

 

PS Имею запас только школьных знаний по химии, т.к. в универ-е химия была не намного выше школьного уровня, поэтому не обессудьте за не грамотные формулировки. Но т.к. сейчас занимаюсь вопросами, связанными с теплоснабжением, то представлениями о химической термодинамике должен владеть и знать их

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Гость derba

Природа так и делает, солнышко светит, деревья растут. А их потом в печке топим. В промышленности - это аккумуляторы. Напр. солнечная батарея выдает ток, солнца нет - ток с аккумулятора. И я не знаю таких веществ, которые могли запасать тепловую энергию, и при этом соответствовать таким требованиям:

1 Запасать низкотемпературную энергию.

2 Быть компактными.

3 Быть дешевыми.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Природа так и делает, солнышко светит, деревья растут. А их потом в печке топим. В промышленности - это аккумуляторы. Напр. солнечная батарея выдает ток, солнца нет - ток с аккумулятора. И я не знаю таких веществ, которые могли запасать тепловую энергию, и при этом соответствовать таким требованиям:

1 Запасать низкотемпературную энергию.

2 Быть компактными.

3 Быть дешевыми.

 

Были, помнится, такие проекты - тепловые аккумуляторы, например, на расплаве фторида лития,

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Дело в том, что способы аккумулирования теплоты, запасающие энергию непосредственно в виде теплоты (использование теплосодержания твердых и жидких тел, теплосодержания и скрытой теплоты (фазовые переходы)) при длительном хранении, например при сезонном, имеют помимо прочего большие потери, от этого идут доп.затраты на теплоизоляцию, увеличение объема и т.д. и т.п.

При этом способы, запасающие энергию за счет превращения теплоты в химическую энергию намного интереснее в этом отношении. Это связано с тем, что хим.аккум. хранится при комнатной температуре. И сопоставив затраты на организацию и выгоду от первого способа аккумулирования и второго (химического)возможно может получиться что-то интересное (но есть ли такие оценки?)

 

В настоящее время энергозатраты на отопление зданий новой постройки составляют порядка 400 - 500 МДж/м2 в год. В книге Бекмана "Тепловое аккумулирование энергии" (кстати ищу эту книгу в эл. виде, может у кого-нибудь есть?!) имеются данные по объемным плотностям запасаемой энергии для нескольких реакций, минимальное значение 163, максимальное 3071 МДж/м3.

Вот и получается, что уже по данным 20 летней давности (чисто теоретически конечно же), к примеру, на домик в деревне площадью 100 м2 мне нужен аккум. на 15 м3 - для полного обеспечения, либо на куба 3 для особо холодных дней (или наоборот на относительно теплые переходные осенне-весенние периоды). При этом я предполагаю, что при зарядке аккумулятора (например летом) можно использовать не только низкопотенциальную теплоту, но также по мере необходимости на удивление соседям можно топить ту же печь. А производство теплоты летом и выгодней и удобней (особенно при использовании твердого топлива, это связано с тем что - топливо,хранящееся на улице имеет положительную температуру, воздух на горение также теплый и т.д.

 

Габариты системы аккумулирования конечно же не ограничиваются только емкостью, где хранится продукт хим реакции, нужны еще емкости для отдельных компонент, смесительные емкости и т.д. и т.п. Это усложняет и удорожает систему, но думаю такой подход имеет право на существование и должны быть хотя бы пилотные проекты. Тем более, что базы по теплофизическим свойствам сред и веществ постоянно пополняются новыми элементами.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Спасибо огромное за книгу!

 

Еще один метод получения теплоты (по сути тоже относящийся к аккумулированию) за счет хим.реакций - использование теплоты растворения и разбавления. Например, добавив в серную кислоту воду можно получить выделение теплоты (120 - 180 С - по данным из инета), аналогично применяется аммиак и др.

Прошу высказывать мнения по всем способам получения теплоты.

 

PS может быть помогут нанотехнологии ? (без шуток - например, уже создаются новые материалы обладающие лучшими свойствами для определенных процессов, ионообменные мембраны и др.)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Гость derba

Спасибо огромное за книгу!

 

Еще один метод получения теплоты (по сути тоже относящийся к аккумулированию) за счет хим.реакций - использование теплоты растворения и разбавления. Например, добавив в серную кислоту воду можно получить выделение теплоты (120 - 180 С - по данным из инета), аналогично применяется аммиак и др.

Прошу высказывать мнения по всем способам получения теплоты.

 

PS может быть помогут нанотехнологии ? (без шуток - например, уже создаются новые материалы обладающие лучшими свойствами для определенных процессов, ионообменные мембраны и др.)

Какую нибудь соль, у которой с увеличением температуры растворимость повышается: нитрат калия.

Соли которые плавятся при низких температурах: тиосульфат натрия То плавл. ок.45 оС.

Но это все дорогое и массивное, представьте, сколько надо калиевой селитры, что бы запасти тепла одной квартирой на зиму, так же и тиосульфат натрия. За стоимость этих солей можно квартиру отапливать лет 50.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Сам подсознательно понимаю, что природу не обманешь, но вдруг приспичило разобраться (хотя бы пока интерес не пропал) ...

 

К сожалению вытащить материалы полностью не могу (привожу в том объеме, что сам имею), но по обозначенному в теме вопросу исследования видимо все таки ведутся:

1. А.С. Сулейманов "ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛА, ВЫДЕЛЯЮЩЕГОСЯ В ХОДЕ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, КАК ИСТОЧНИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ"

 

"Показана эффективность использования тепла, выделяющегося в ходе химических реакций, как альтернативного экологически чистого источника энергии. Были изучены экзотермические реакции в присутствии легких химических элементов. В этих реакциях кроме тепла выделяется и водород. В таком случае к теплоте экзотермической реакции прибавляется теплота сгорания выделенного в ходе той же реакции водорода, и тем самым получается заметный энергетический выигрыш. Таким образом, эффективность использования химических элементов в качестве альтернативного источника энергии существенно растет и достигает 70 %. Исследования и вычисления показывают, что 1 кг химических элементов и их стехиометрических смесей дают 95000 кДж тепла. Это количество тепла в два раза больше, чем тепло, выделенное при сгорании 1 кг нефти (45000 кДж). Использование химических реакций как альтернативного источника энергии полезно также с экологической точки зрения."

 

2. Аристов Ю.И. диссер.доктора "Термохимическое запасание энергии : Новые методы и материалы"

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

"Показана эффективность использования тепла, выделяющегося в ходе химических реакций, как альтернативного экологически чистого источника энергии.

Горение дров или угля в печи и есть "тепло, выделяющегося в ходе химических реакций"

Были изучены экзотермические реакции в присутствии легких химических элементов. В этих реакциях кроме тепла выделяется и водород. В таком случае к теплоте экзотермической реакции прибавляется теплота сгорания выделенного в ходе той же реакции водорода, и тем самым получается заметный энергетический выигрыш.

Никакого энергетического выигрыша нет и быть не может в силу первого начала термодинамики. Энергия не берется из неоткуда. Чтобы получить энергию нужно где-то найти топливо, в котором оно запасено. Вопрос лишь в эффективности его извлечения (КПД превращения)

Исследования и вычисления показывают, что 1 кг химических элементов и их стехиометрических смесей дают 95000 кДж тепла. Это количество тепла в два раза больше, чем тепло, выделенное при сгорании 1 кг нефти (45000 кДж).

Килограмм "химических элементов" врядли что то даст. А то, что в природе существуют соединения, дающие тепла при сжигании больше чем нефть и уголь - тут никакого новшества нет. Вопрос только в том, где их брать в количествах, требуемых для получения необходимого количества энергии

Изменено пользователем Wergilius

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Если смотреть с точки зрения экономии, то по-моему намного выгодней в ближайшем водоёме выделить теплоизолированную область, и использовать её теплоёмкость для стабилизации температуры в помещениях зимой-летом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

Загрузка...

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

×
×
  • Создать...