Hidro - nhiên liệu cho tương lai
Hidro - nhiên liệu cho tương lai GV. Hứa Quyết Chiến Đại học Khoa học tự nhiên Khoa Sinh học Lớp 10CSH Báo cáo đề tài: Dàn bài: I. Giới thiệu, đặt vấn đề II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro IV. Kết luận Đặng Đức Nhật - 1018286 I. Giới thiệu, đặt vấn đề: Đặng Đức Nhật - 1018286 II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 1. Sơ lược về nhiên liệu hidro 2. Một số phương pháp sản xuất công nghiệp 3. Vấn đề lưu chứa, phân phối và sử dụng 4. Vấn đề an toàn 5. Nhu cầu, tiềm năng phát triển Đặng Đức Nhật - 1018286 1. Sơ lược về nhiên liệu hidro: II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: Một số tính chất cần quan tâm của khí hidro: • Năng xuất tỏa nhiệt: 141,8 MJ/kg; cao hơn rất nhiều so với metan (55,5), xăng (47,3), than đá (15-27); tuy nhiên, năng suất tỏa nhiệt theo thể tích lại nhỏ. • Khối lượng riêng khi hóa lỏng khoảng 70 kg/m3 (xăng là 700 – 760 kg/m3). • Nhiệt độ sôi: -252,72 OC • Nồng độ bắt cháy: 4 – 75% thể tích không khí (xăng là 1,4 – 7,6%), dễ nổ • Nhiệt độ tự bốc cháy tối thiểu: 500 OC (xăng là 280 OC, metan là 482 OC). 2. Một số phương pháp sản xuất hidro công nghiệp: 2.1. Phương pháp chuyển hóa hidrocacbon bằng nhiệt (reforming): • Phương pháp truyền thống: II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: Hóa nhiệt khí thiên nhiên với hơi nước: CH4 + H2O → CO + 3H2 CO + H2O → CO2 + H2 Khí hóa hidrocacbon nặng (than đá, dầu mỏ): Than đá, dầu mỏ H2 + CO + CO + H2O → CO2 + H2 to, O2 Phương pháp sản xuất hidro phổ biến nhưng là hidro nguyên liệu cho các ngành hóa chất, không dùng để sản xuất hidro như một nguồn nhiên liệu. Phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch và tạo ra khí CO2 2. Một số phương pháp sản xuất hidro công nghiệp: 2.1. Phương pháp chuyển hóa hidrocacbon bằng nhiệt (reforming): • Phương pháp hiện đại: II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: Khí hóa sinh khối và nhiệt phân: * Biomass + O2 + H2O → H2 + CO + CO2 + CH4 + * Ưu điểm là có thể sử dụng các phế phụ liệu, rác thải để tạo hidro, mang tính tái tạo được và có hiệu suất năng lượng cao. Kết hợp nhiều ứng dụng và giảm thải CO2 Kværner process: CnHm + Energy nC + H2 * Ưu điểm lớn nhất là chuyển hóa hoàn toàn hidrocacbon thành hidro và than hoạt tính tinh khiết, không sinh ra CO2 * Nhược điểm vẫn là phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch (khí đốt là nguồn hidrocacbon) 1600oC 2. Một số phương pháp sản xuất hidro công nghiệp: II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 2.2. Điện phân nước: • Điện phân thông thường: Tạo ra H2 và O2 nhưng không có ý nghĩa về mặt hiệu xuất năng lượng. • Điện phân ở nhiệt độ cao: Nhằm cung cấp một phần năng lượng dưới dạng nhiệt (có thể là từ năng lượng mặt trời), giảm lượng điện tiêu thụ. • Quang điện phân: Chuyển năng lượng mặt trời thành điện năng cung cấp tại chỗ cho điện phân. 2. Một số phương pháp sản xuất hidro công nghiệp: II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 2.3. Phương pháp sinh học: • Một số tảo, vi khuẩn có khả năng tách oxi từ nước để sử dụng và thải ra hidro. • Khả năng sản xuất H2 có ở cả các vi khuẩn phân hủy chất thải, hứa hẹn ứng dụng vừa xử lí chất thải vừa sản xuất hidro. • Tuy nhiên, hiệu suất thấp và giá thành cao là nhược điểm lớn khi sản xuất hidro bằng vi sinh vật. • Nhiều nghiên cứu được tiến hành để tăng năng suất và hạ giá thành hidro. Trong đó, việc tách ra các hỗn hợp enzyme để sử dụng cho thấy một sự cải thiện năng suất đáng kể. 2. Một số phương pháp sản xuất hidro công nghiệp: II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 2.4. Đánh giá chung một số phương pháp sản xuất: • Các phương pháp sản xuất truyền thống tuy phổ biến nhưng không có lợi về mặt năng lượng và môi trường, không thể ứng dụng để sản xuất hidro như một nguồn năng lượng thay thế. • Các phương pháp mới tuy có ưu thế nhưng có nhược điểm lớn về cạnh tranh kinh tế do phải thay đổi và cải tiến công nghệ. Các phương pháp này thúc đẩy việc sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo và bền vững, có tiềm năng phát triển lớn và đang dần được hoàn thiện. [...]... lượng thay thế, trong đó, đồng hành với các nguồn năng lượng tái tạo, nhiên liệu hidro có một tiềm năng to lớn II Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 5 Nhu cầu, tiềm năng phát triển nhiên liệu hidro: Những thách thức và bước tiến: • Nhiên liệu hidro hiện tại chưa thể cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch về hiệu quả kinh tế Do đó còn chưa được đầu tư phát... rất lớn cho các ứng dụng di động (xe hơi, máy bay, laptop, điện thoại, ) dù còn nhiều hạn chế II Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 3 Vấn đề lưu chứa, phân phối và sử dụng Sử dụng: Nhiên liệu hidro có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, tuy nhiên, cần nghiên cứu chế tạo mới các thiết bị phù hợp O2 • Nhiên liệu cho công nghiệp vũ trụ • Hidro có... về nhiên liệu hidro: IV Kết luận: • Nhu cầu năng lượng của con người ngày càng tăng cao, nhiên liệu hóa thạch ngày càng kạn kiệt và gây ra nhiều vấn đề nan giải • Nhiên liệu hidro được kì vọng sẽ mở ra một viễn cảnh tốt đẹp, nền kinh tế hidro với năng lượng sạch và vô tận sẽ chấm dứt những vấn nạn của nền kinh tế hóa thạch hiện tại • Tuy nhiên, tương. .. Khí hidro không màu, không mùi, cháy hoàn toàn, khó nhận thấy nếu bị rò rỉ ⇒ Khắc phục bằng cách cho thêm phụ chất có màu hay mùi vào khí hidro II Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 4 Vấn đề an toàn: Bất lợi: • Khí hidro dễ gây nổ hơn xăng và còn có tác dụng làm giòn kim loại ⇒ Đề xuất phát triển các thiết bị phù hợp và sử dụng pin nhiên liệu. .. toàn cơ bản đều có thể được giải quyết II Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 5 Nhu cầu, tiềm năng phát triển nhiên liệu hidro: Nhu cầu tất yếu: • Theo nhiều dự báo, trữ lượng dầu khí sẽ nhanh cho ng cạn kiệt, trữ lượng than dù nhiều hơn nhưng cũng không phải vô tận • Việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch đặt ra những thách thức lớn về môi trường • Khủng... bị phù hợp O2 • Nhiên liệu cho công nghiệp vũ trụ • Hidro có thể sử dụng thay cho khí đốt một • Việc phát triển pin nhiên liệu mở ra rất nhiều tiềm năng ứng dụng của hidro: máy phát điện, xe hơi, máy bay, laptop, điện thoại, II Khái quát chung về nhiên liệu hidro: H2 H2O cách tương đối đơn giản H+ 4 Vấn đề an toàn: Bất lợi: • Việc lưu chứa dạng khí nén... thụ nhiệt nên đám cháy hidro không lan tỏa nhiệt mạnh ra xung quanh như cháy xăng dầu • Nồng độ bắt cháy trong không khí là 4%, khí hidro lại bay hơi rất nhanh Xăng có nồng độ bắt cháy trong không khí là 1,4% và lại bay hơi chậm • Nhiệt độ tự cháy cao 500 OC so với xăng là 280 OC, metan là 482 OC ⇒ Xét về nhiều mặt, xử dụng nhiên liệu hidro an toàn hơn so với... dụng pin nhiên liệu thay cho động cơ đốt trong • Việc phân phối đến các trạm tiêu thụ cần chuyên chở một thể tích lớn hơn nhiều so với xăng dầu, và nó đặt ra những vấn đề về giao thông, an toàn đường ống ⇒ Đề xuất xây dựng mạng lưới cấp khí địa phương II Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 4 Vấn đề an toàn: Thuận lợi: • Khí hidro không độc, cháy hoàn... vô tận sẽ chấm dứt những vấn nạn của nền kinh tế hóa thạch hiện tại • Tuy nhiên, tương lai vẫn chưa được khẳng định, việc đưa nhiên liệu hidro vào đời sống vẫn còn nhiều thách thức, đòi hỏi con người phải tích cực nghiên cứu, phát triển thêm nữa Đặng Đức Nhật - 1018286 Tham khảo: Phim: An inconvenient truth Hoahocngaynay.com Vietbao.vn Wikipedia.org eia.gov... ở thể khí, việc sử dụng hidro gặp nhiều khó khăn Lưu chứa, phân phối: Với vai trò chuyên chở năng lượng, việc sử dụng đòi hỏi hidro phải được lưu chứa, phân phối với mật độ năng lượng cao • Các phương pháp lưu chứa cơ bản: chứa dạng khí nén, dạng khí hóa lỏng, chứa trong các hợp chất hóa học và hấp phụ trong các vật liệu kĩ thuật • Trong đó, . về nhiên liệu hidro IV. Kết luận Đặng Đức Nhật - 1018286 I. Giới thiệu, đặt vấn đề: Đặng Đức Nhật - 1018286 II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: 1. Sơ lược về nhiên liệu. nhiên liệu hidro có một tiềm năng to lớn. 5. Nhu cầu, tiềm năng phát triển nhiên liệu hidro: II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: Những thách thức và bước tiến: • Nhiên. còn nhiều hạn chế. II. Khái quát chung về nhiên liệu hidro: Nhiên liệu hidro có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, tuy nhiên, cần nghiên cứu chế tạo mới các thiết