Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

  • Upload
    m

  • View
    236

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    1/17

    Univerzitet u Sarajevu

    11.1.2014.

    Prirodno-matematiki fakultet

    Odsijek: Hemija

    Predmet: Savremene teme u emiji

    Seminarski rad

    !odik kao "orivo

    Studenti:

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    2/17

    Sadraj:

    1. Vodik (hidrogen)

    2. Vodikova ekonomija

    3. Osobine vodika kao energenta

    3.1. Prednosti vodika kao goriva

    3.2. Nedostatci vodika kao goriva

    . !obijanje vodika

    .1. "#ektro#i$a vode

    .2. Proi$vodnja vodika i$ %osi#nih goriva

    .3. &o'#inska disocijacija

    . . as'#injavanje g#jena

    .*. +vaernerov 'roces

    *. ,orivi -#anak

    *.1. Princi' rada

    *.2. Primjena gorivih -#anaka

    . Najnovija istraivanja

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    3/17

    1. Vodik (hidrogen)

    +emijski e#ement Vodik nosi 'eriodnom s stav e#emenata simbo# /0atomski(redni) brojm je 10 aatomska masa m i$nosi 10 ( ).

    Vodik nema odre4en 'o#oaj 'eriodnom s stav . 5ma jedan va#entni e#ektron kaoa#ka#ijskimeta#i0 a od njih se ra$#ik je mnogo ve6om energijom ioni$acije. 7a stabi#n e#ektronskkon%ig racij nedostaje m jedane#ektron. Vodik bi se mogao smatratiha#ogenim e#ementom0a#i od njih ima manj e#ektronegativnost i a%initet 'rema e#ektron 0 'a se $bog toga 'ro -ava$asebno. 8ini *9 masesvemira0 te je ishodi na tvar i$ koje sn k#earnom % $ijom nasta#iosta#i e#ementi. "#ementarni vodik sastoji se odobi-nog vodika ('rocija) (; 0

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    4/17

    2. Vodikova ekonomija (h=drogen econom=)

    Vodikova ekonomija je ideja 'romjene svjetskeekonomije energijeovisne o na%ti onteme#jen na vodik . +ada se govori o vodikovoj ekonomiji0 'rvom red se mis#i naeko#o ki 'rihvat#jiv 'roi$vodnj vodika ve#ikim ko#i-inama i 'rimjen dva ve#ika 'odr -ja: 'rijevo$ i energetici.

    ,#avni ra$#og je$aga4enje 7em#je i atmos%ere0 'ove6anje stak#eni-kih '#inova koje nastajei$garanjem %osi#nih goriva0 koja se danas koriste 'rijevo$ 0 ind strijama0 kao goriva $agrijanje itd. 5$garanjem tih energenata nastaj otrovni i tetni '#inovi kao to s : g#ji-nimonoksid >O0 g#ji-ni dioksid >O20 s m'orni oksidi SO20 SO30 nitrogenovi oksidi itd.&akodjer bitan ra$#og je ve#ika 'otro nja na%te0 g#ja0 $emnog '#ina -ime se ve#iko smanj jko#i-ine tih goriva na 7em#ji0 te moe do6i i do njihovog 'ot' nog nestanka.

    7bog toga se sve vi e istra je i govori o vodik kao energent 0 tj0 vodikovoj ekonomiji0 jervodik je energent i$vanrednih osobina0 koji bi mogao sve 'romijeniti. +ao gorivo je 'ot' no-ist i neograni-eno 'rist 'a-an.

    !a bi se vodikova ekonomija s'je#a 'rimjeniti0 a ne biti samo $amisao0 moraj se vestie#ementi vodikove ekonomije:

    ? Proi$vodnja? !ostava

    ? Sk#adi tenje

    ? "d kacija

    ? Standardi

    ? Sig rnost

    ? !oka$ va#janosti

    ? @ tomobi#i

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Idejahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ekonomijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Energetikahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Naftahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ekologijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Prijevozhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Energetikahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zaga%C4%91enjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Uglji%C4%8Dni_dioksidhttp://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sumporni_dioksid&action=edit&redlink=1http://hr.wikipedia.org/wiki/Idejahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ekonomijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Energetikahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Naftahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ekologijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Prijevozhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Energetikahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zaga%C4%91enjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Uglji%C4%8Dni_dioksidhttp://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sumporni_dioksid&action=edit&redlink=1
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    5/17

    ? ,orive 6e#ije

    5deja o vodikovoj ekonomiji nije tako nova. Ao 1< *. %ranc ski 'isacA #es Verne 'rorekao jeda kom'onente vode0vodiki kisik 0 mog osig rati neograni-ene ko#i-inee#ektri-ne energije ito'#ine. @#i sve do danas0 to je osta#a$nanstvena %antastika. 8ovje-anstvo i'ak 'ostaje svesvjesnije da ' t kojim ide energetici ne vodi nik da. +ori tenje 'reteito %osi#nih goriva $adobivanje energije dove#o je ve6 do ve#ikih g#oba#nih 'rob#ema (g#oba#no $ato'#jenje0 'ove6anje stak#eni-kih '#inova0 'orast ra$ine mora)0 rje enje kojih ve6 sada trai visokcijen .

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Jules_Vernehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kisikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Toplinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Znanstvena_fantastikahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fosilna_gorivahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Globalno_zatopljenjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Stakleni%C4%8Dki_plinovihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Porast_razine_morahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Jules_Vernehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kisikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Toplinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Znanstvena_fantastikahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fosilna_gorivahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Globalno_zatopljenjehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Stakleni%C4%8Dki_plinovihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Porast_razine_mora
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    6/17

    3. Osobine vodika kao energenta

    .

    Vodik se 'rakti-ki vijek jav#ja mo#ek #nomob#ik /20 jer je atomni vodik / kratkog ivota B samo oko 0*sek ndi0 i vr#o br$o #a$i s'ojeve. Od svih e#emenata gradi najve6i brojkemijskih s'ojeva. +ao '#in #ak i je od svih osta#ih '#inova i 1 0 ' ta #ak i od$raka.Cka'#jenivodik je naj#ak a tek 6ina.

    ? s'eci%i-na masa '#inovitog vodika 0 < *gDdm3? s'eci%i-na masa ka'#jenog vodika 0 gDcm3? ogrjevna vrijednostDto'#ota i$garanja (1 1. EADkg)

    5$ tabe#e se moe vidjeti da odnos na osta#a goriva to'#ota i$garanja vodika je $natno ve6a0to $na-i da se gorenjem vodika ot' ta jako ve#ika ko#i-ina energije0 -ak 3? ' ta ve6a

    odnos na standardna goriva koja se koriste danas.

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Molekulahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sekundahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kemijski_spojevihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zrakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ukapljeni_plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Teku%C4%87inahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kilogramhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kilogramhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Litrahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Litrahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ogrjevna_vrijednosthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Molekulahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sekundahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kemijski_spojevihttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Zrakhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ukapljeni_plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Teku%C4%87inahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kilogramhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Litrahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ogrjevna_vrijednost
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    7/17

    3.1 Prednosti vodika kao goriva

    ? Lako dostupan : vodik je #ako dost 'an0 nema niti jednog e#ementa svemir i$obi#j kao vodika0 sastavni je dio vode i organskih jedinjenja.

    ? Nema emisje tetnih gasova/nusprodukata : Ao jedna 'rednost vodika kao goriva jeto to kada i$gori 'rakti-no ne ostav#ja nikakve n s'rod kte. Naime0 'ri kori tenjkao raketno gorivo0 i$goreni vodik je ostav#jao -ist 'itk vod $a astrona te.

    ? Ne zagauje okolinu: vodik je ne toksi-an0 $a ra$#ik od ve6ine osta#ih goriva0 to ga tom 'og#ed -ini idea#nim gorivom: 2/# F O# G 2/#O

    ? Efikasnost: +ao gorivo mnogo je e%ikasnij od tradiciona#nih goriva0 to $na-i da istako#i-ina daje ' no vi e energije. @ko bi to 'osmatra#i kro$ svakida njic 0 a tona' njeno hidrogenom bi mog#o 're6i ' no ve6 da#jenost0 nego a to koje koristi ben$inDdise# kao gorivo.

    ? Obnovljivost: /idrogen je obnov#jivi i$vor energije0 jer njegovim i$garanjem nastajevoda0 koja se o'et moe koristiti $a dobijanje. 7a ra$#ik od %osi#nih goriva koja stee dost 'na i ne obnov#jiva0 vodik je obnov#jiv i #ako dost 'an.

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    8/17

    ?

    3.2. Nedostatci vodika kao goriva

    ? Lako zapaljiv: rad sa vodikom nije nima#o jednostavan i njegova $a'a#jivost moe da b de jedan od ve6ih 'rob#ema 'ri rad . Naime0 moe se $a'a#iti i 'ris stv samo

    239 $raka0 tj. *9 kisika0 dok n'r. 'ro'an treba smjes od 9 $raka da bi se $a'a#io.&ako4er gori be$bojnim '#amenom0 tako da je taj '#amen jako te ko o-iti.? jenjanje postoje!e infrastrukture: ako bi se vodik veo kao 'rimarni energent0

    mjenjanje -itave 'ostoje6e in%rastr kt re bi bi#o jako te ko i sk 'o. Eijenjati sve oda ta0 ben$inskih cr'ki0 ind strijskih 'ogona itd0 je te ko $amis#ivo.

    ? "kladitenje: /idrogen se dri %ormi kom'resovane te-nosti i tokom vremena dionjega nestane is'aravanjem. Cko#iko se a to na vodik ne vo$i redovno0 is'aravanje se$natno 'ove6ava0 a time i i$datak $a gorivo.

    +om'resovanje te-nosti do nivoa koji se moe drati vo$i# $ahtjeva ve#ik ko#i-inenergije0 a ta energija moe nastati metodama koje i$a$ivaj $aga4enje. &ako4er vodik ima s'osobnost da di% ndira kro$ materija#e0 jer s njegove mo#ek #e jako ma#e0 te jete ko smis#iti na-in $a sig rno sk#adi tenje.

    ? #ijena: !obijanje vodika nije je%tin 'roces0 'ogotovo e#ektro#i$om0 koja bi bi#anajbo#ji nacin0 jer je naj-i 6a. &ako4er kao gore ve6 'omen to0 sk#adi tenje0 mijenjanjein%rastr kt re itd0 sa sobom nosi enormne cijene0 tako da bi kao jedan od najve6ihnedostataka sig rno mog#i navesti sk 'o6 HhidrogenaI.

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    9/17

    . !obijanje Vodika

    Vodik se 'roi$vodi i koristi ind striji vi e od sto godina. +oristi se 'rocesnoj ind striji te #aboratorijima di#jem svijeta. St#a-eni vodik moe se k 'iti od ve6ine trgovaca '#inom. Prvi

    ve#iki korak ekonomiji vodika je organi$acija njegove ekonomi-ne 'roi$vodnje ve#ikimko#i-inama. S jedne strane to i nije tako ve#ik 'rob#em0 jer s 'ost 'ci 'o$nati0 a vodika sedanas 'roi$vodi i$me4 * i mi#ijardik bnih metaragodi nje $a 'otrebe kemijskeind strije0 istina 'reteito i$ %osi#nog goriva B 'rirodnog '#ina. Jo#ji na-in od toga jedobivanje vodika i$ vode 'o$natim 'ost 'kom e#ektro#i$e. Predvi4a se da 6e to biti g#avnina-in0 jer se moe0 a to se $ahtijeva0 koristiti eko#o ki 'roi$vedenae#ektri-na energija i$obnov#jivih i$vora.

    .1. "#ektro#i$a vode

    Najjednostavniji i eko#o ki najbo#ji0 a#i i sk '#ji na-in 'roi$vodnje vodika je 'o$nati nam 'ost 'ak e#ektro#i$e vode. 7a idea#ni 'ost 'ak be$ g bitaka 'otrebno je $a 'roi$vodnj 1ki#ograma vodika / 2 tro iti ne to vi e od 32kKh e#ektri-ne energije. 7boge#ektri-nih

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Kubi%C4%8Dni_metarhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kemijska_industrijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kemijska_industrijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Prirodni_plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrolizahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Obnovljivi_izvori_energijehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrolizahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kilogramhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vatsathttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_otporhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kubi%C4%8Dni_metarhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kemijska_industrijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kemijska_industrijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Prirodni_plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrolizahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Obnovljivi_izvori_energijehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrolizahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kilogramhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vatsathttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_otpor
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    10/17

    ot'ora kr g nastaj g bici0 'a se 'otrebna energija 'ove6a na 3 do *3 kKhDkg. &i 'odacis $anim#jivi0 jer se 'redvi4a da 6e se b d 6nosti vodik 'reteito 'roi$voditi na eko#o ki 'ot' no 'rihvat#jiv na-in0 tj. e#ektri-nom energijom dobivenom samo i$ obnov#jivih i$vora.

    a- na se na obnov#jive i$vore kao to s hidroenergija0 vjetar 0 %otona'onske '#o-e0 biomasai jo neke dr ge.

    @noda (oksidacija): 2 /2O (#) L O 2 (g) F / F (aM) F e B

    +atoda (red kcija): 2 /2O (g) F 2e B L / 2 (g) F 2 O/ B (aM)

    Ck 'na reakcija: 2 /2O (#) L 2 / 2 (g) F O2 (g)

    .2. Proi$vodnja vodika i$ %osi#nih goriva

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_otporhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Hidroenergijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vjetroelektranahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fotonaponska_plo%C4%8Dahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Biomasahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Teku%C4%87inehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Otopinehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_otporhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Hidroenergijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vjetroelektranahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fotonaponska_plo%C4%8Dahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Biomasahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Teku%C4%87inehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Otopinehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektron
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    11/17

    Ve6ina 'rocesa teme#ji se na $agrijavanj g#jikovodika0 vodene 'are i nekim s# -ajevima$raka i#i kisika te njihovom mije anj reaktor . C tim 'rocesima ra$dvajaj se mo#ek #evode i g#jikovodika to dovodi do stvaranja mo#ek #a vodika0 g#jikovog monoksida te

    g#jikovog dioksida. !r ga metoda je $agrijevanje g#jikovodika dok se on ne ra$dvoji nag#jik i vodik.

    4.3. Toplinska disocijacija

    7agrijavanjem g#jikovodika na visokim tem'erat rama be$ 'ris stva kisika0 mog 6e jeodvojiti vodik i g#jik. Prednost ovoga 'rocesa je dobivanje vodika be$ nastanka g#jikovogdioksida.

    4.4. Rasplinjavanje ugljena

    as'#injavanje ('#ino%ikacija) g#jena je najstarija metoda 'roi$vodnje vodika. C starim 'ogonima g#jen se $agrijava na > 'ri -em se 'retvara '#inoviti ob#ik0 mije a se s 'arom te $ 'ris stvo nik#a kao kata#i$atora nastaje '#in koji se sastoji od vodika ( 9)0 a#i ive#ikih ko#i-ina g#jikovog monoksida.

    Postoje i kom'#eksnije metode ras'#injavanja g#jena. 7ajedni-ko im je da i$ g#jena0 'omije anog s vodenom 'arom i kisikom 'ri visokim tem'erat rama nastaj vodik0 g#jikovmonoksid te g#jikov dioksid. &ako4er0 dodatno nastaj s m'orni i g#ji-ni s'ojevi koji semoraj $brin ti na eko#o ko 'rihvat#jiv na-in.

    .* Kvaernerov proces

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    12/17

    Norve ka kom'anija Kvaerner Oil & Gas Company ra$vi#a je 'roces kod kojeg se dobivaj 'ot' no -isti g#jik (H>arbon J#ackI) te vodik. Ova vrsta g#jika se koristi ind striji g me i

    boja. 5deja 'rocesa je ra$dvajanje komercija#nih g#jikovodika ( od #aganog '#ina do te kesirove na%te) te dobivanje -istog g#jika $a da#jnj ind strijsk 'orab . Cg#jikovodik sera$dvaja str ji '#a$me0 'ri tem'erat ri od 1* >0 na g#jik i vodik. P#a$m stvaravisokona'onski i$vor. Proces se odvija be$ 'ris stva kisika te stoga ne nastaje g#jikovdioksid.

    Prototi'no 'ostrojenje koje radi s navedenim 'rocesom i$gra4eno je 1 2. godine vedskoj.0 a 'rvo komercija#no 1 . godine +anadi.

    ? 5ako 'ostoji dosta 'o$natih na-ina $a dobijanje vodika0 g#avnom svi 'ost 'ci0 seme#ektro#i$e vode nis to#iko 'ovo#jni $a vo4jenje vodika kao goriva0 jer je jedan odg#avnih ra$#oga vo4enja tog goriva jeste smanjenje $aga4enosti '#anete. 5ako jenajsk '#ji 'roces0 e#ektro#i$a bi sa sig rno 6 bi#a najbo#ji na-in dobijanja vodika0$bog svoje -isto6e i jednostavnosti.

    *. ,orivi -#anak

    ,orivi -#anak je e#ektrokemijski re4aj koji s# i $a ne'osredn konver$ij kemijskeenergije0sadrane nekom kemijskom e#ement i#i s'oj 0 istosmjerne#ektri-n str j. ,orivi se-#anak0 isto tako kao i baterija0 sastoji i$ dvij e#ektroda ronjenih isti e#ektro#it. Naanodi

    gorivog -#anka oksidira se gorivo0 tj. neki kemijski e#ement i#i s'oj visokog sadrajan tra nje energije."#ektroni0 'roi$vedeni oksidacijom goriva0 odvode se od anode vanjskim

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_strujahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Baterijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Anodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_strujahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Baterijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Anodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektron
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    13/17

    kr gom vodi-a i 'reko tro i#a (ot'ornik0 e#ektri-ni motor istosmjerne str je0 ar #ja i s#.) dokatode. Nakatodi neki se dr gi e#ement i#i s'oj (oksidans) red cira $ahvatom e#ektrona 'roi$vedenih na anodi. Prod kti reakcije0 negativni i 'o$itivni ioni0 s'ajaj se e#ektro#it 0 anasta#i 'rod kt odvodi se i$ gorivog -#anka. 8esto je kona-ni 'rod kt reakcije isti kao da jegorivo i$gorje#o oksidans $ direktn 'retvorb kemijske n tra nj termi-k energij .Odat#e i 'otje-e na$iv gorivi -#anak.

    ,orivi -#anci s visoko dje#otvorni 'retvara-i energije. Je$ 'okretnih s dije#ova i rade be$ b ke. Primjena gorivih -#anaka ograni-ena je $a sada na svemirske #etje#ice i neke vojnesvrhe0 dak#e tamo gdje visoka nabavna cijena nije 'rimarna.

    *.1.$rin%ip rada

    Princi' rada gorivog -#anka moe se naj#ak e objasniti na do sada najbo#je ra$vijenom s stavs vodikom kao gorivom i kisikom kao oksidansom. +ada se vodik i kisik '#inskom stanjdoved kontakt i aktiviraj 0 oni reagiraj 0 s'ajaj se vod i os#oba4aj energij : 2/2 F O2

    2/2O F energija.

    C gorivom -#ank ta se k 'na reakcija sastoji od dvij reakcija0 od kojih svaka te-e na

    jednoj e#ektrodi. Na anodi se oksidira vodik i os#oba4aj se e#ektroni: /2 2/F F 2e."#ektroni se vode kro$ vanjske vodi-e 'reko tro i#a na katod 0 gdje se red cira kisik: O2 F2/ 2O F e O/?.

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Katodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kisikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Anodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Katodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Katodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kisikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Anodahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektronhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Katoda
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    14/17

    *.2. Primjena gorivih -#anaka

    ,orivi -#anci se inten$ivno is'it j 0 a istraivanja s dobi#a novi 'oticaj $bog $ao travanjasvjetske energetske kri$e. Ee4 tim0 $a sada ne 'ostoje tehni-ka rje enja gorivih -#anaka0 koja bi dovo#java#a svim $ahtjevima $a visok s'eci%i-nsnag 0 'o $danost i ekonomi-nost i koji bi tome mog#i konk rirati 'rocesima s ne'osrednim i$garanjem goriva (kot#ovi s 'arnimt rbinama0 motori sa n tra njim sagorijevanjem0 '#inske t rbine). O'ravdanost 'otrebegorivih -#anaka b d 6nosti teme#ji se na dva %aktora: visoki st 'anj dje#otvornosti i ma#inegativni tjecaj na oko#i . St 'anj dje#otvornosti $natno je vi i nego svim do sada

    'otreb#javanim termi-kim 'rocesima $a 'roi$vodnje#ektri-ne energije. +o#i-ina ot'adneto'#inei$ gorivih -#anaka manja je nego i$ konvenciona#nih 'ostrojenja0 a 'rod kti i$garanjane sadre tetne sastojke. Sastav 'rod kata koji na' taj goriv 6e#ij 0 kada goriv ima

    g#jika0 ovisi o 'ostign toj 'ot' nosti i$garanja. ,orivi -#anci osim toga rade skoro be mno.Prije iroke 'rimjene gorivih -#anaka 0 osim ni$a manjih 'ote ko6a0 treba rije iti dva k#j -na 'rob#ema. Prvi je $amjena '#emenitih meta#a0 '#atine i '#atini srodnih meta#a kao materija#ae#ektroda0 s dr gim0 je%tinijim i 'rist 'a-nijim materija#ima. !r gi je 'rob#em trajnost i 'o $danost gorivih -#anaka . Ova svojstva ovise o kata#iti-koj aktivnosti e#ektrodne 'ovr ine0

    o mog 6nosti njenog obnav#janja nakon ne'redvi4enog0 s# -ajnog $aga4ivanja kemijskim

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Snagahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Toplinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Platinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Snagahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Toplinahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Platina
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    15/17

    s'ojevima0 kata#iti-kim otrovima0 i$ goriva. Ee4 tim0 da odre radntem'erat r 0 onimoraj i#i ne'rekidno raditi0 to sni$ je njihov k 'ni st 'anj iskori tenja goriva0 i#i$ahtijevaj 'omo6ne i$vore energije. @ko se s'je no rije e s'omen te te ko6e0najvjerojatnije 6e se gorive 6e#ije naj'rije 'otreb#javati $a 'ogon cestovnih vo$i#a.

    Vodik bi trebao 'ostati naj-e 6i 'ogon0 danas a#ternativni0 a b d 6nosti standardno 'ogonsko gorivoa tomobi#a. Jrojni 'roi$vo4a-i a tomobi#a ve6 ve#ike obav#jaj testiranjasvojih a tomobi#a koja bi b#iskoj b d 6nosti mog#a biti 'ogonjena vodikom. 7na-ajnija 'rimjena je mog 6a kao kombinirani kogeneracijski a'arati s 'rirodnim '#inom $a k 6n 'roi$vodnj e#ektri-ne str je i to'#ine koji bi b d 6nosti o'skrb#jiva#i to'#inom i str jom jedn i#i vi e obite#ji.

    @ tob s 'ogonjen vodikom $ 'omo6 gorivog -#anka

    http://hr.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Automobilhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Energijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Automobil
  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    16/17

    . Najnovija istraivanja

    ? "manjenje %ijene i pove!anje izd&ljivosti i performansi gorivih 'lanaka

    7nanstvenici s s'je#i novim istraivanjima i radom da smanje cijen gorivih -#anaka $a3*9 od 2

  • 8/11/2019 Seminarski rad - Vodik kao gorivo.doc

    17/17

    7nanstvenici sa Sve -i#i ta ,Qteborg vedskoj s'je#i s stvoriti tvar koja je 1 . ' ta tea od vode i g 6a od one koja se na#a$i sredi t S nca0 a nadaj se da bi b d 6nosti mog#a 'ostati -ist i odriv i$vor energije. Ovakva tvar0 #tra ? g sti de terijstvorena je0 $asad mikrosko'skim ko#i-inama0 #aboratorij ,Qteborg . Nova mjerenja 'oka$a#a s da je da#jenost me4 atomima te tvari $natno manja nego obi-noj materiji. Nova tvar stvara se i$ te kog vodika 'o$natog kao de terij i stoga je na$vana #tra B g stide terij. Eo6nim #aserima me4 je$grama de terija mog 6e je i$a$vati n k#earn % $ij kojaos#oba4a go#eme ko#i-ine energije

    ? ,ransport zansovan na gorivim 'lan%ima/vodiku

    Sve vi e a tomobi#skih kom'anija rade istraivanja na na'rije4enj 0 'roi$vodnji i ' tanj 'rodaj a tomobi#a -iji 'ogon je $asnovam na gorivim -#ancima0 tj. a tomobi#akoja bi i #a na hidrogen. 5straivanja se ne rade samo na a tomobi#ima ve6 i na osta#imob#icima 'revo$a0 kao to s brodovi koji bi na #ic mjesta vr i#i hidro#i$ morske vode itako 'roi$vodi#i kisik0 aviona0 'odmornica itd.