Energia és mobilitás zöld szemszögből

Lehet a napfény teljes látható spektrumát hidrogén termelésre használni?

2020. január 27. • írta: ZöldEnergia

Az Ohio State University kutatói felfedeztek egy új molekulát, amely segítségével a napfény teljes látható spektruma felhasználható hidrogén gyártásra közvetlenül vízből. A molekula nemcsak a napfény energiáját nyeli el, de a hidrogén előállítást is katalizálja (felgyorsítja). A kutatás eredményei nagy hatással lehetnek a nem elektrolízis alapú hidrogén gyártás széleskörű elterjedésére, ezzel is felgyorsítva a fosszilis energiahordozók felhasználásának csökkenését.

A Nature Chemistry oldalán publikált cikk szerint olyan szabad levegőn is stabil két fématomot tartalmazó molekulát találtak, amely képes a foton elnyelésre az infravöröstől az ultraibolya tartományig bezárólag, és amely az elnyelt foton energiáját aztán hidrogén termelésre tudja felhasználni. A mérési eredmények szerint a fénynek kitett savas oldatban molekulánként 170 ± 5 reakciót észleltek 24 óra alatt, a kezdeti 28 reakció/óra sebességnek is köszönhetően. A molekula az elnyelt fény hatására egy kétlépcsős redox (redukciós és oxidációs) reakcióban képzi a hidrogént, ezzel egyedülálló az eddig ismert hasonló homogén fotokatalitikus anyagok között.

A kutatócsoportot Claudia Turro vezeti, az Ohio State University vegyész professzora és a Center for Chemical and Biophysical Dynamics igazgatója is egyben. A csoport munkáját a U.S. Department of Energy Office of Science alapja finanszírozta.

"A kutatás alapötlete az, hogy a napfényt közvetlenül használjuk fel hidrogén előállítására. Leegyszerűsítve, a napfényben levő energiát elnyelve és egy molekulában tárolva, képesek vagyunk ezzel egy későbbi időpontban kémiai kötéseket megbontani és egyesíteni, és ezzel hidrogént gyártani a vízből."

A kutatás először talált olyan fém atomokat is tartalmazó molekulát, amely képes a napfény fotonjai közül nemcsak néhány speciális hullámhosszúakat, hanem az egész látható fény spektrumát betöltő hullámhosszú foton mindegyikét felhasználni — beleérve a hosszú hullámhosszú infravörös tartományt is, amelyet korábban nehéz volt ilyen célokra alkalmazni —, és ezek segítségével hidrogént gyártani. Az így előállított hidrogén kikerüli az elektromos áram termelés és tárolás körüli kihívásokat, és az abból fakadó hatékonysági határokat.

Az újonnan felfedezett molekula ezért különleges, mert a fény elnyelése után képes nemcsak egy, hanem két elektront is tárolni ebben a gerjesztett állapotban, amelyek szükségesek a hidrogén molekula kialakulásához. Az a lehetőség, hogy két foton elnyelése után két olyan elektron található egy molekulában viszonylag hosszú ideig, amely a hidrogén előállításához szükséges, ezidáig nem állt a rendelkezésünkre.

Ahhoz, hogy a napenergiát közvetlenül fel tudjuk használni, azt először el kell egy megfelelő anyagban nyelni. Ezt az elnyelt energiát lehet aztán, megfelelő katalizátor segítségével — amely anyag bizonyos reakciókat sokszorosára felgyorsít másokkal szemben — a kívánt reakcióhoz felhasználni.

Az előző kutatások mind a nagy energiát hordozó rövid hullámhosszú fényre koncentrált, pl. az ultraibolya tartományban található fotonok felhasználására. Emellett, korábbi kutatók több molekulából próbáltak meg olyan rendszereket létrehozni, ahol a gerjesztett elektronokat (a napenergiát hordozó elektronokat) ezek egymás között átadták. Az ilyen átadási lépések során azonban elkerülhetetlen az energiaveszteség, vagyis az ilyen rendszerek hatékonysága rendszerint alacsony volt. Más csoportok bár egy molekulát használtak fel, ezek vagy nem tudták a teljes látható fény spektrumát elnyelni, vagyis sokkal kevesebb energia állt a rendelkezésükre a reakcióhoz, vagy kevésbé voltak stabilak, pl. érzékenyek voltak a levegőben levő oxigénre.

A Turro által vezetett csoport viszont egy olyan molekulát talált, amelyben két ródium atom segítségével a fenti problémák nagy része kiküszöbölhető. Ez az új molekula nemcsak az ultraibolya tartományban nyel el, hanem az infravörösben is: az előző próbálkozásokhoz képest akár 25-szor nagyobb hatékonysággal tudja azt hidrogén előállításra felhasználni.

Az ipari alkalmazás előtt azonban még sok munka vár a kutatókra. A ródium ritka és drága fém, a belőle előállított molekulák is azok. A kutatócsoport most a jelenlegi rendszer élettartamának növelésén dolgozik, és más, olcsóbb alternatívák után is nagy erőkkel kutatnak.

46 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://zoldenergia.blog.hu/api/trackback/id/tr315428564

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

GyMasa 2020.01.27. 13:12:58

Ehh, gyanús, hogy ez is csak valami sunnyogós "felfedezés" lesz...
Merugye nem a napfény teljes spektrumáról beszélnek, hanem csak a látható fényéröl...

ZöldEnergia 2020.01.28. 11:08:07

@GyMasa: Szerintem van remény, hogy ebből tényleg lesz valami, legalábbis tudományos szinten. Az cikkben részletesen tárgyalják a két elektronos átmenet lehetőségét, vagyis tényleg képesek közvetlenül hidrogént gyártani egy bizonyos proton koncentráció fölött.

Az már persze más kérdés, hogy a ródium alapú katalizátor elég olcsó lesz a beharangozott fejlesztések után a nagyüzemi alkalmazáshoz is.

GyMasa 2020.01.28. 11:35:38

@ZöldEnergia:
Hát, nekem csak fizetös oldal ugrik fel a cikk (mármint a tanulmány) linkjére kattintva. (nem költenék rá most 10EUR-t)
A cikk legelején szereplö OSU link meg elégge kusza.
- Azt állítja a cím, hogy a napfény teljes spektrumából
- Aztán már csak a la´tható fényröl ír
- Majd végül a hagyományos napelemeknél 50%-kal több, mint a "mostani napcellák". Sajnos azt nem részletezi, hogy pontosan melyik "napcellára" gondol.
Az egyetemi tanulmányaimból nekem a monokristályos szilícium napelem rémlik a leghatékonyabbnak (a hagyományos, egyrétegü szerkezettel), aminek az elméleti hatásfoka huszonegynéhány %.
A cikk legvégén pedig felsorolják, hogy milyen akadályokat kell még leküzdeniük, hogy ebböl VALÓDI, ipari megoldás születhessen:
- A ródium ritka ÉS drága
- A megfogalmazás szerint az élettartama is túl rövid
- És a ródium kváltását is terevik más anyaggal.
Szóval, ebböl legalább 10-20 év, mire megbízható, olcsó, és ipari termelésre alkalmas technológia lesz.
Ha lesz belöle valami, és nem jut ugyanarra a sorsra, mint az elmúlt 10-20 évben a félévente bejelentett "áttörések" az akkumulátortechológiában, amiröl aztán soha többet nem hallunk.

midnight coder 2020.01.28. 11:40:22

@GyMasa: Ja. Kb. 100 olyan bejelentésből ami már prototípus szinten készen van, egyből ha lesz termék. Ez pedig fényévekre van a prototípustól is.

igazi hős 2020.01.28. 12:12:08

@GyMasa: A látható fény a napfény legnagyobb részét lefedi. (Ami egyáltalán nem meglepő, hiszen a látásunk ebben a környzetben alakult ki.) A cikkben kiemelik, hogy ennek a spektrumnak mindkét végén "üzemel" ez a csodamolekula (azt ugyan ez a részlet nem hangsúlyozza, hogy közte is).
A napelemeknél (prototípus szinten) már 40% felett járnak.

GyMasa 2020.01.28. 13:12:29

@igazi hős:
"A napelemeknél (prototípus szinten) már 40% felett járnak."
Igen, de azok valószínüleg nem a hagyományos, egyrétegü, monokristályos napelemek, azaz sokkal drágábbak is.

nemecsekerno_007 2020.01.28. 13:22:39

Meglátjuk - ahogy az öreg Zen-mester mondta :)

ZöldEnergia 2020.01.28. 13:55:34

@GyMasa: A cím is, az első (és többi) bekezdés is a napfény látható spektrumáról beszél... szerintem eléggé specifikus voltam.

Az egyik fontos érv amellett, hogy ebből a technológiából tényleg viszonylag gyorsan lehet tényleges ipari folyamat szerintem az, hogy homogén katalízis alapon működik, vagyis ha a molekulát le tudják olcsón gyártani (és tényleg elég stabilan működik majd), akkor ezt viszonylag könnyű nagy méretekben is üzembe állítani. De lehet, hogy rosszul tudom.

GyMasa 2020.01.28. 14:17:56

@ZöldEnergia:
"A cím is, az első (és többi) bekezdés is a napfény látható spektrumáról beszél... szerintem eléggé specifikus voltam."
Igen, te az voltál, de az erdeti cikk nagyon keveri ezt a kettöt!
Többször szerepel is benne pl az infravörös fény, amit az emberek egyértelmüen nem látnak.

Itt egy grafikon a napfény spektrumáról, amiben be van jelölve, a látható fény is.
www.vgfszaklap.hu/kepek/09_11/napenergia_hasznositasa_1/1n.jpg
Azért van jelentös eltérés a látható és a nem látható spektrum között.

"Az egyik fontos érv amellett, hogy ebből a technológiából tényleg viszonylag gyorsan lehet tényleges ipari folyamat szerintem az, hogy homogén katalízis alapon működik, vagyis ha a molekulát le tudják olcsón gyártani (és tényleg elég stabilan működik majd), akkor ezt viszonylag könnyű nagy méretekben is üzembe állítani. De lehet, hogy rosszul tudom."
Igen, HA le LEHET olcsón gyártani!
VAGY
HA találnak egy olcsóbb helyettesítö molekulát, aminek még értelmezhetö a hatásfoka.
És ne feledjük még a molekula stabilitását sem.
Plusz a molekulán kívül szükség van még egy komplett rendszerre is, aminek stabil kimenete van ÉS olyan az ára, hogy versenyképes legyen a jelenlegi módszerekkel!
Mert ezek azok a szempontok, amin simán elvérezhet az ötlet.

2020.01.28. 15:43:05

nézzük a másik oldalt, az áram kinyerését hidrogénből. a maximum elméleti hatásfoka a hidrogén-cellának 83%.
tételezzük fel, hogy lesz ilyen cella. de ez csak a cella.
ráakaszt az ember egy invertert 98% hatásfokkal = 81%.
erre jön az, hogy egy helyben álló fuel-cell élettartamát 40ezer órára gondolják.
kocsiban 5ezer órás az elvárás.
az inverterek is lehalnak. legjobb esetben éppen kibírja a fuel-cell élettartamát.
12 év a prémium kategória.

kocsihajtásra a honda csinált egy egy kísérleti autót, aminek 56% a hatásfoka hidrogén palackból a kerekekig.

ha már tárolást akarnak (középtávút), inkább önkisülés mentes akkumulátorok irányában kellene fejleszteni.
vannak rá kísérletek, de még sehol semmi. eneloop NiCd jól bírja orrszőrnyíróban.
és a cadmium is ritka.

GyMasa 2020.01.28. 16:33:16

@térgépész:
"erre jön az, hogy egy helyben álló fuel-cell élettartamát 40ezer órára gondolják."
Nálunk a shelf life elvárás az 150 000 óra az aktuális autóipari projekten, amin dolgozom.
"kocsiban 5ezer órás az elvárás."
EZ így eléggé pongyola megfogalmazás, AZ 5000 óra maximum az amúgy idönként cserélendö membránra vonatkozik. Az üzemanyagcella többi részének simán ki kell bírnia legalább 250 000 km-t (ami, az 50km/h átlagos sebességgel 50 000 óra lesz)

"az inverterek is lehalnak. legjobb esetben éppen kibírja a fuel-cell élettartamát.
12 év a prémium kategória."
Maximum a konzumer piacon. Az autóiparban nem fogsz tudni eladni ilyen teméket. Ráadásul az élettartamot üzemórában kel számolni VAGY megtett km-ben.

"kocsihajtásra a honda csinált egy egy kísérleti autót, aminek 56% a hatásfoka hidrogén palackból a kerekekig."
Abba már belegondoltál, hogy a tervezett, nagynyomású hidrogén tárolási rendszerre 700 bar-os nyomással kalkulálnak?
A búvárpalackokban 2-300 bar van.
Az a nyomás már akkora, hogyha valami miatt megsérül a palack, akkor már valószínüleg a kiszabaduló hidrogéngáz nyomáshulláma is megöli az összes utast az autóban.
Majd az utána szinte teljes bizonyossággal kigyulladó hidrogéngáz ropogósra is süti öket.
Ja, és világszinten a hidrogénelosztórendszer gyakorlatilag nem létezik.

"ha már tárolást akarnak (középtávút), inkább önkisülés mentes akkumulátorok irányában kellene fejleszteni."
EZ ugye tulajdonképpen lehetetlen, mivel 100%-os hatásfoka nem lehet semminek.

"vannak rá kísérletek, de még sehol semmi."
Igen, mert a FIZIKA nem teszi ezt lehetövé. De azért idöröl idöre egyesek csak úgy gondolják, hogy majd ök szembemennek a fizika törvényeivel.
Ennek legékesebb példája a komplett EU-s fogyasztási normák.

" eneloop NiCd jól bírja orrszőrnyíróban."
A kadmium egy igen mérgezö anyag. Azért lett betiltva.
és a cadmium is ritka.

2020.01.28. 16:40:13

volt valamikor egy globális project, ami a sivatagos övezetet fedte volna le naperőművekkel és az esti oldal az aktív napos oldalról kapott volna energiát.
még a napos oldal is a felhőmentes övezetből szipákolt volna.
akkor elbukott a megvalósítás, de lehet, hogy újra neki lehetne futni, azóta csak javult valamennyit a technológia.

David Bowman 2020.01.28. 17:07:42

@ZöldEnergia: Valószinűleg több sav fogy, mint amennyi hidrogén kijön. Mint eddig.

David Bowman 2020.01.28. 17:09:26

@GyMasa: Vehetsz Li-ion akumlátort.

David Bowman 2020.01.28. 17:12:45

@térgépész: Türkmenisztánból kéne távvezetéket húzni ide. Merthogy a Szaharából célszerűen Amerikát lehetne ellátni.

GyMasa 2020.01.28. 17:13:46

@térgépész:
Esélytelen:
- ki kellene legalább 2 (de inkább 2, vagy 4 ilyen kellene) akkora kapacitású naperömüvet építeni, ami egyenként képes lenne ellátni az egész világot energiával.
- Ki kellene építeni legalább 40 000 km-nyi valmailyen távvezetéket, amin az egész világ energiaigényét keresztülkergeted
- Ha az egyik ilyet leteszed a Szaharába, akkor hová teszed a másikat?
- Ez az egész rendszer kb vagy 2 nagyságrenddel drágább lenne, mint bármelyik másik ötlet.
- Afrika politikailag nem a legstabilabb környék. Nem tartom a legjobb ötletnek rájuk bízni az egész világ energiaellátását.
- És a techonlógiai aspektusokat meg már elö sem veszem.
Nem véletlenül nem lett ebböl semmi anno sem.

GyMasa 2020.01.28. 17:16:35

@David Bowman:
Esetleg ezt részleteznéd, mert nem értem, hogy mit akarsz mondani.

David Bowman 2020.01.28. 17:17:52

@térgépész: Épp csak hidrogén előállítás és szállítás 5%os.

David Bowman 2020.01.28. 17:19:06

@GyMasa: "áttörések" az akkumulátortechológiában, amiröl aztán soha többet nem hallunk."
Akár meg is veheted.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2020.01.28. 17:21:47

@térgépész:

Valószínűleg a Desertecre gondolsz, de az nem a technológia fejletlensége, hanem az észak-afrikai és közel-keleti politikai kockázatok miatt. És ez belátható időn belül nem is fog javulni.

David Bowman 2020.01.28. 17:22:18

@GyMasa: Ugyanez a baj a villanyautóval is. Az egész rendszer hatékonysága - a bányától a bontóig - meg sem közelíti egy rendes benzines vagy dízeles autóét.
Ha jól meggondolom, semmilyen más autóé sem. Ezért is nem terjedtek el.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2020.01.28. 17:24:04

... hanem az észak-afrikai és közel-keleti politikai kockázatok miatt bukott meg. Bár igazából nem is bukott meg, mert eleve csak papíron létezett, a megvalósítástól fényévekre volt.

David Bowman 2020.01.28. 17:26:13

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Mert a szükséges 3000 km hosszú 20 centi vastag szupravezető kábel már megvan.

2020.01.28. 17:42:16

@GyMasa:

a kommented értelmezhetetlen - miszerint autós beszállítósos hidrogén-cellás projectes munkával biztosítod a megélhetésed -.
az jön le belőle, mintha a fuel-cell technológia még csak robbanásbiztos atombunkerekben létezne.

pilot projectek futnak közútakon, kisebb/nagyobb-szériás autók/buszok/kamionok,
4-5 megvásárolható modell van már a piacon. toyota/hyundai/honda

lol, olvasd el újra a 250 000km / 50km/h = 5 000h és nem 50 000h.

ropogósra sült utasok:
a 700 báros palack a hidrogén cseppfolyós állapotú tárolására szolgál.
hidrogén-cellás autók megkapták a forgalmi engedélyt, nyílván kellő védelmet terveztek a palackoknak, így az utasoknak is.
nagy valószínűséggel nem a lábam között kell szorongatom a kocsi hidrogén tartályát.
20 és 40 lábas iso konténerekben is szállítanak ilyen nyomáson cseppfolyós hidrogént. napi rutinként.
maga a cella nem cseppfolyós 700báros hidrogént eszik, hanem sűrített hidrogénnel megy. 1-5 bar nyomáson. 5 báron jobb a hatásfok, mint 1 báron.

magasnyomású dizel befecskendező rendszerek az 1000 bár nyomást is meghaladják.

100% hatásfok vs. önkisülés:
az önkisülés blokkolása hogyan correlál az akkumulátor hatásfokával?
amikor nics fogyasztói igény, átmenetileg leállítják a kémiai reakciót.
buta példa: atomreaktor, betolják a fékezőrudakat, erre belassul a reakció.
van kémiai megfelelője az "elzárom a hidrogéncsapot a palackon" műveletnek.
ha éppen nem ólom-savas akkumulátorban, akkor egy erre alkalmasabb kémiájú tárolóban.

a kadmium említése hiba volt részemről,
az eneloop NiMH kémián fut, és pontosan reprezentálja az elvet, hogy dolgoznak az önkisütés minimalizálásán.

2020.01.28. 17:58:40

@David Bowman:

nemrég volt néhány összecsapás vezeték veszteség témában.
1000km HVDC (800kV egyenáram légvezeték) 3%
ugyanez HVAC (750kV váltóáram légvezeték) 7%

vízalatti átvezetésnél a HVDC-nek nem változik a vesztesége, míg a HVAC-nek akár 60% is lehet egy 100km-es szakaszon.

berlintől a szahara közepe kb. 3500km.

2020.01.28. 18:08:53

@David Bowman:
a supravezető kábel helyett már meg lehet elégedni a HVDC vezetékrenszerrel, ami 1000km-en 3% veszteséget fűt el.

GyMasa 2020.01.28. 18:09:35

@térgépész:
"a kommented értelmezhetetlen"
Nem, csak neked nem sikerült.
Bár, látom, hogy kezd elmenni a társalgás a személyeskedés irányába, szóval, részemröl ezzel vége is lesz!

" - miszerint autós beszállítósos hidrogén-cellás projectes munkával biztosítod a megélhetésed -.
az jön le belőle, mintha a fuel-cell technológia még csak robbanásbiztos atombunkerekben létezne."
EGy szóval sem mondtam, hogy hidrogéncellás projekten dolgozom.
Közel sem. Jelenleg éppen szórakoztató elektronika vonalom fejlesztek.
EZek ÁLTALÁNOS autóipari specifikációk.
EGy 5000 órás üzemanyagcellát te soha nem fogsz tudni eladni...
Ha jól emlékszem a jelenlegi projekteknél a membrán a gyenge pont, ami már pár éve is tudott 8000 üzemórát, és az nem volt elég.

pilot projectek futnak közútakon, kisebb/nagyobb-szériás autók/buszok/kamionok,
4-5 megvásárolható modell van már a piacon.
Ha jól tudom, legalábbis személyautós vonalon a Toyotákat éppen nem lehet pont megvenni, csak bérelni.
Bár ebben nem vagyok biztos.

toyota/hyundai/honda

lol, olvasd el újra a 250 000km / 50km/h = 5 000h és nem 50 000h.

OK, megszaladtak a nullák.

"ropogósra sült utasok:
a 700 báros palack a hidrogén cseppfolyós állapotú tárolására szolgál."
Nem. A 700 bar-os palackban gáz hamazállapotban van a hidrogén.
Ha folyékony állapotban akarod tárolni, akkor −252.882 °C-on kell tartanod.

"hidrogén-cellás autók megkapták a forgalmi engedélyt, nyílván kellő védelmet terveztek a palackoknak, így az utasoknak is."
Nyilván, akkor soha nem történhet velük olyan baleset, ugye?
A Boeing-ek is megkapták az engedélyeket, azt' mégis gubanc van velük.

"nagy valószínűséggel nem a lábam között kell szorongatom a kocsi hidr"ogén tartályát."
SZerintem 700 bar esetén igazából tökmindegy, hogy a lábad között van-e, vagy a lemez alatt.
Tudod, egy gránátot is elég csak az ellenség irányába dobni. Nem kell eltalálni.

"20 és 40 lábas iso konténerekben is szállítanak ilyen nyomáson cseppfolyós hidrogént. napi rutinként."
És, azokat mennyi közlekedési baleset éri?
Ja, és hány tonna egy olyan tartály?

"maga a cella nem cseppfolyós 700báros hidrogént eszik, hanem sűrített hidrogénnel megy. 1-5 bar nyomáson. 5 báron jobb a hatásfok, mint 1 báron."
EZt senki nem is mondta.
A 700 bar azért kell, mert a ott 40kg/m3 a hidrogén sürüsége. Azaz egy akkora tartállyal lehet elfogadható méretü üzemanyagtartályt tenni a kocsiba.

"magasnyomású dizel befecskendező rendszerek az 1000 bár nyomást is meghaladják."
EZ most teljesen irreleváns. az kb fél liternyi folyadék.
Ez meg 5 kg , rettenetesen gyúlékony hidrogéngáz...
Az elvileg vagy 500 km-es hatótávolságot tud biztosítani az autónak.

"100% hatásfok vs. önkisülés:
az önkisülés blokkolása hogyan correlál az akkumulátor hatásfokával?"
Az önkisülésnek pont az a le´nyege, hogy azt nem tudod "blokkolni"...
Az az akkumulátoron BELÜL történik.

"amikor nics fogyasztói igény, átmenetileg leállítják a kémiai reakciót."
EGy akkunál nem tudod leállítani az önkisülést.
Esetleg majd, ha valaha is lesz ekkora kapacitású kvantum-cella, akkor talán.

"buta példa: atomreaktor, betolják a fékezőrudakat, erre belassul a reakció."
Tényleg buta. AHogy írod: NEM leáll, hanem lelassul.

"van kémiai megfelelője az "elzárom a hidrogéncsapot a palackon" műveletnek."
A jelenlegi akkutechnológiákkal nincs.
Söt, meg merném kockáztatni, hogy a a jövöbeliekkel sem lesz.

"ha éppen nem ólom-savas akkumulátorban, akkor egy erre alkalmasabb kémiájú tárolóban."
Senki nem használ már ólomakkut az elektromos autóiparban meghajtásra.
De pl a benzin/gázolaj erre a célra elég jó. Azoknak tényleg nulla közeli a vesztesége.

a kadmium említése hiba volt részemről,
az eneloop NiMH kémián fut, és pontosan reprezentálja az elvet, hogy dolgoznak az önkisütés minimalizálásán.
Jól írod: MINIMALIZÁLÁSÁN.
Nem a megszüntetésén.

GyMasa 2020.01.28. 18:12:37

@David Bowman:
Ebben egyetértünk. Szerintem is zsákutca az akkumulátoros autózás.
Vannak pénzügyileg hatásosabb módjai is a kibocsátás csökkentésének.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2020.01.28. 18:15:34

@David Bowman:

"Mert a szükséges 3000 km hosszú 20 centi vastag szupravezető kábel már megvan."

Na igen, megvettem a 400 oldalas üres füzetet, már csak az év bestsellerét kell megírnom bele. :DD

Mellesleg szó sincs szupravezető kábelekről, a HVDC vagy UHVDC rendszerben erre nincs is szükség, hiszen a nagy feszültség miatt az áramerősség viszonylag (persze csak viszonylag!) kicsi. Az egyenáram miatt pedig sem a szkinhatás, sem egyéb veszteségek nem jelentkeznek. Így a vezeték teljes keresztmetszete kihasználható, míg AC esetén ott a szkinhatás, ami vastag vezetékeknél már 50Hz-en is jelentős.

Aztán lehet, hogy a kábel már megvan, de lefektetve nincs és ez lenne a lényeg.

2020.01.28. 18:40:05

minden személyieskedés nélkül. ez elkerülhetetlen, személyek kommentjeire reagálunk/válaszolunk.

De pl a benzin/gázolaj erre a célra elég jó. Azoknak tényleg nulla közeli a vesztesége.

lol, most drámázik az autós társadalom, hogy az e10 benzin az etanoljukkal 3 hónap alatt belerohad a tankba.
ha mégsem, akkor meg marad az otto/dizel/atkinson körfolyamat belsőégésű motorjainak 25-35% os hatásfoka.

autóhajtásláncban már senki sem használ ólom-aksit.
pedig úgy kötöd az ebet a karóhoz önkisülés-mentes sohase lesz olyan akkumlátor ügyben, mintha számodra csak az ólom-savas dobozt hívnák akkumulátornak.

vannak membrán alapú folyadékkal működő üzemanyag cellák, amiből ki lehet szivattyúzni az energiahordozó folyadékot, ezzel leállítva a kisütést. emellett a kimerült folyadékot előzetesen feltöltött folyadékkal lehet lecserélni, egyből üzemkészre.

GyMasa 2020.01.28. 19:30:54

@GyMasa:
Na, közben utánakerestem pár dolognak, mert úgy érzem, lehetek ennél pontosabb is:
Itt a Hidrogégáz állapotábárja:
www.researchgate.net/figure/The-primitive-phase-diagram-of-hydrogen-Figure-adapted-from-16_fig2_283244520
Eszerint szobahőmérsékleten nincs folyékony hidrogén. Semmekkora nyomáson sem.
Ahhoz 30K alá kell hűteni a hidrogént...
Az ugye már bőven nem háztartási hűtőrendszer.
Itt egy leírás a folyamatról:
hydrogeneurope.eu/liquefaction-systems

A 3 főbb hidrogénhajtású autó:
A Toyota Mirai:
en.wikipedia.org/wiki/Toyota_Mirai
- Nagynyomású, 70Mbar-os tartálya van, ami 87,5kg-ot nyom, és 5 kg hidrogén fér bele.
Ha 700bar nyomáson a hidrogén sűrűsége 40kg/m3, akkor az ugye 5 kg-ra 125literes tank jön ki.
Csak most tudatosult bennem, hogy mekkora batár ez a tartály!
A második a Hyundai Nexo:
en.wikipedia.org/wiki/Hyundai_Nexo
Ebben még nagyobb tartály van, 156 liter.
Honda Clarity:
en.wikipedia.org/wiki/Honda_Clarity
- Ebben "csak" 350 bar-os tartály van 4.1kg kapacitással. és kb 400 km hatótávval.

156 liter gázolajból egy dízel (8 literes fogyasztással) majdnem 2000 km-t tesz meg.

2020.01.28. 19:38:01

@Kovacs Nocraft Jozsefne:
a HVDC és az UHVDC rendszerek szapora állatfajták. tudom a wiki az nem forrás, de ott már van látszatja kiépült vezetékeknek.
nyílván nem ripsz-ropsz cserélődik le a rendszer.
bár azt felhozták, hogy rendelkezésre állási idő problémás, mert sérülékenyebb az átalakító rendszer (amitől majd végül 230VAC 50Hz érkezik a fali aljzatomba)

GyMasa 2020.01.28. 19:41:39

@térgépész:
"minden személyieskedés nélkül. ez elkerülhetetlen, személyek kommentjeire reagálunk/válaszolunk."
De ember, te egy álomvilágban élsz...

"lol, most drámázik az autós társadalom, hogy az e10 benzin az etanoljukkal 3 hónap alatt belerohad a tankba."
De ennek semmi köze a veszteségmentes tároláshoz. Ha biokomponens nélküli, tisztán kőolajból álló benzint tennéél bele, akkor az veszteség nélkül, bármeddig eltárolható, ha képes vagy légmentesen lezárni a tartályt.
Ez a bioetanol dolog az EU másik szégyene.

"ha mégsem, akkor meg marad az otto/dizel/atkinson körfolyamat belsőégésű motorjainak 25-35% os hatásfoka."
Rossz hírem van a Well to wheel hatásfoka kb ugyanolyan szar MINDEN hajtásrendszernek.
A vízbontással előállított hidrogéngázzal hajtott autójé is bőven 10% alatt van.
Csak annak valdi nulla emissziója van.

"pedig úgy kötöd az ebet a karóhoz önkisülés-mentes sohase lesz olyan akkumlátor ügyben, mintha számodra csak az ólom-savas dobozt hívnák akkumulátornak."
Ezt sehol nem állítottam.
Viszont itt van egy viszonylag kompetens oldal valódi értékekkel:
batteryuniversity.com/learn/article/elevating_self_discharge

"vannak membrán alapú folyadékkal működő üzemanyag cellák, amiből ki lehet szivattyúzni az energiahordozó folyadékot, ezzel leállítva a kisütést."
De ugye azokra nem mondod, hogy azok akkuk lennéenek?
Mert te kifejezetten az önkisülés mentes akkukról írtál:

" térgépész
2020.01.28. 15:43:05
...
ha már tárolást akarnak (középtávút), inkább önkisülés mentes akkumulátorok irányában kellene fejleszteni.
vannak rá kísérletek, de még sehol semmi...

Ennyi erővel az örökmozgót is várhatod.

" emellett a kimerült folyadékot előzetesen feltöltött folyadékkal lehet lecserélni, egyből üzemkészre. "
Én ezt értem, de ez akkor sem akkumulátor, hanem üzemanyagcella.

2020.01.28. 19:49:45

@GyMasa:
a mirai 70Mbar-os tartálya 70MPa=700 bar
ezért 87.5 kg-os a tartály, hogy tartósan elviselje az üzemi nyomást, meg a tervezett becsapodásokat.

156 liter gázolajból egy dízel (8 literes fogyasztással) majdnem 2000 km-t tesz meg.
Válasz erre

és emellett 16 vödör kormot is termel pont abból a fajtából, ami nem ízlik.

2020.01.28. 20:14:10

@GyMasa:
itt megint előjön a kérdés, mennyi ideig akarjuk tárolni az energiát?

végül csak oda jutunk, hogy csináljunk kőszenet, mert az a legtartósabb energiatároló anyag. és egy gőzmozdony is csinál 20% tank to wheel-t

Viszont itt van egy viszonylag kompetens oldal valódi értékekkel:
furcsa ez az oldal a savas-ólom akkumulátorról azt mutatja, hogy még mindig az a legtartósabban működtethető kémia. szobahőfokon 3% havonta.
tehát első hónap tartósságban üti aLi-iont, ami az első 24 órában veszít 5%-ot.

a nimh kémiát felsorolja, de az eneloop tipust nem említi, amit pont a töltéstartósság és az emelt ciklusszám miatt vesznek az emberek.

GyMasa 2020.01.28. 20:20:23

@térgépész:
"a mirai 70Mbar-os tartálya 70MPa=700 bar"
Igazad van, ezt rosszul írtam.
Azért érthető amit mondani akarok, ugye?

"ezért 87.5 kg-os a tartály, hogy tartósan elviselje az üzemi nyomást, meg a tervezett becsapodásokat."
Az ugye megvan, hogy 100+liter az nem egy pici tartály???
A "tervezett becsapódások" meg nem túl megnyugtató.
Biztos vagyok benne, hogy BÁRMIT nem él túl egy ilyen tartály.
Mondjuk kíváncsi vagyok egy ilyen tartály árára is meg az élettartamára is.
Egy LPG tartály ugyanis 12bar-on tárolja a folyékony gázt, és 10 év után el kell dobni.

GyMasa 2020.01.29. 10:03:33

@:
"itt megint előjön a kérdés, mennyi ideig akarjuk tárolni az energiát?"

Figyelembe véve pl. a magyar időjárási körülményeket, a téli-nyári különbség áthidalása lenne a minmum elvárás.

"végül csak oda jutunk, hogy csináljunk kőszenet, mert az a legtartósabb energiatároló anyag. és egy gőzmozdony is csinál 20% tank to wheel-t"
A szén nem a legjobb erre a célra, hiszen az szilárd, ezért viszonylag bonyolult a mozgatása.
Ellenben a folyadékok/gázok jobbak erre a célra.
- Mesterséges metán, metanol, benzin, gázolaj.
Ezekhez már ma is rendelkezésre áll a komplett ellátórendszer, tehát az egészrendszerben egyedúl az anyagok forrását kell megváltoztatni/kifejleszteni/kiépíteni, ami nyilvánvalóan Euró ezermilliárdos spórolást jelent világszinten.

"furcsa ez az oldal a savas-ólom akkumulátorról azt mutatja, hogy még mindig az a legtartósabban működtethető kémia. szobahőfokon 3% havonta."
Igen, csak az ólom-savas akkunak vacak a fajlagos kapacitása, így mobil eszközökbe nem ideális.
Nyilván egy épületet ellátni lehetne velük, de alapvetően az akkumulátoros tárolás nem célszerú az energiaállátás esetén használni.

"tehát első hónap tartósságban üti aLi-iont, ami az első 24 órában veszít 5%-ot."
Igen, de mindkettő elvérzik a költségeken és a megbízhatóságon/élettartamon.
Gondolj bele, hogy egy LiIonos akkunak, ha 1000 ciklus az élettartama, akkor a napi egyszeri töltés-kisütés ciklussal szűk 3 év alatt mehet a kukába. Tehát, ha mondjuk használsz 1 db Tesla Power wall-t, és így tönkremegy, akkor neked 3000 USD-be került egy évre csak az energia egyik napról a másikra tárolása.
Az kb. 300 000 HUF/év. Csak a tárolásra.
Ehhez nem vetted figyelembe az inverter várható cseréjét bármikor 5 év üzem után, sem a naplemek degradációját.
Ja, és azt sem, hogy egy ilyen rendszer ugyanúgy csak a hálózatra kötve lesz közel 100%-os rendelkezésre állású, mert nem tud mit kezdeni egy 3 hetes, ködös-felhős januári időjárással.

David Bowman 2020.01.29. 14:52:13

@: Gyakorlatilag nincs cseppfolyós hidrogén. Amiről beszélsz az nagy nyomású gáz. Ezért kell a 700 atm. 33K a hidrogén kritikus hőmérséklete.

David Bowman 2020.01.29. 15:03:05

@GyMasa: Egy 16 tonnás utánfutón hozták a 900 kiló hidrogént.
kuruc.info/j/480/egyeb/hidr1341905.jpg
Ezen elfért volna 18t benzin.

gigabursch 2020.01.31. 11:36:36

@: David Bowman
Nem összecsapás volt, csak a saját - hézagos ismereteimmel jöttem elő.
Miszerint a nagyfeszültség km-ként 4 voltot esik. 3500×4 = 28 kV
28/800 => 3,5 %. veszteség ekkora távolságon.

De ez csak a feszültség esés. Az amperok valahol kimaradtak a rendszerből, márpedig az hatalmas.

De ha segítesz, hogy hol lehet ennek utánaolvasni, azt megköszönöm.

gigabursch 2020.01.31. 11:42:10

@:
Nem jön ki a matek.
16 vödör, vöfrönként 10 literrel számolva 160 l.

Basszus!
Felfedezted a Perpétum Mobilét!

156 liter gázolajból lesz 160 liter korom, mait még egyszer el tudok használni kellő oxigén mennyiséggel.

Na de annak a termékéből mi lesz? 160 liter grafit???
:-/

Kovacs Nocraft Jozsefne 2020.01.31. 16:48:16

@gigabursch:

"De ez csak a feszültség esés. Az amperok valahol kimaradtak a rendszerből, márpedig az hatalmas."

A feszültség éppen az amperek miatt (is) esik, az ismert U=I*R miatt. Egyenáramú átvitelnél kizárólag ohmikus veszteség keletkezik, plusz természetesen a konverzió vesztesége a küldő és a fogadó oldalon.