Khớ thiờn nhiờn húa lỏng trước khi dẫn vào bỡnh LNG phải được loại bỏ những thành phần ăn mũn như nước, H2S, CO2,.. là những thành phần phỏ bỡnh và những thành phần sẽ tạo keo như Benzen ở nhiệt độ thấp.
Thành phần của LNG sau khi sản xuất đạt được hơn 90% mờtan (thậm chớ cú thể đạt tới 100%) và chứa một phần nhỏ etan, propan, butan và một số ankan nặng hơn. Sản lượng LNG trờn thế giới:
Bảng 2.11. Sản lượng LNG trờn thế giới.
Country Export volume Country Import volume (109 ft³) (106 t) (109 ft³) (106 t) Indonesia 1,100 23.0 Japan 9,200 188.3 Algeria 935 19.6 South Korea 2,000 40.7 Malaysia 741 15.6 France 511 10.7
Qatar 726 14.9 Taiwan 363 7.5
Nigeria 394 8.2 United Kingdom 356 7.3 Australia 367 7.7 United States 229 4.8
Oman 356 7.3 Turkey 224 4.6
Brunei Darussalam 351 7.2 Portugal 146 3.3 United Arab Emirates 278 5.7 Spain 131 2.7
Russia 234 4.8 Italy 130 2.6
Trinidad and Tobago 189 4.0 Belgium 124 2.7 United States 68 1.4 India 122 2.5
3) Phạm vi sử dụng và chỉ tiờu chất lượng
Khi sử dụng làm nhiờn liệu cho động cơ, để dễ nổ LNG phải được hũa trộn với khụng khớ ở tỷ lệ α ≈ 5 % ữ15 %.
Hiđrụ là nguyờn tố húa học nhẹ nhất với đồng vị phổ biến nhất chứa một prụton và một điện tử. Ở nhiệt độ và ỏp suất tiờu chuẩn nú là dạng khớ khụng màu, khụng mựi, nhị nguyờn tử (phõn tử), H2 dễ bắt chỏy, cú húa trị 1, cú nhiệt độ sụi 20,27 K (-252,87°C) và nhiệt độ núng chảy 14,02 K (-259,14°C).
Hiđrụ là nguyờn tố phổ biến nhất trong vũ trụ. Nú hiện diện trong nước và trong mọi hợp chất hữu cơ cũng như cỏc cơ thể sống. Nú cú thể cú phản ứng húa học với phần lớn cỏc nguyờn tố húa học khỏc. Cỏc ngụi sao trong chuỗi chớnh là sự tràn ngập của hiđrụ trong trạng thỏi plasma. Nú được sử dụng trong sản xuất amụniắc (NH3), cũng như làm khớ nõng trong cỏc khinh khớ cầu hay làm nguồn năng lượng.
Trong phũng thớ nghiệm, hiđrụ được điều chế bằng phản ứng của axớt với kim loại, như kẽm chẳng hạn. Để sản xuất cụng nghiệp cú giỏ trị thương mại nú được điều chế từ ga thiờn nhiờn. Điện phõn nước là biện phỏp đơn giản nhưng khụng kinh tế để sản xuất hàng loạt hiđrụ. Cỏc nhà khoa học đang nghiờn cứu để tỡm ra những phương phỏp điều chế mới như sử dụng tảo lục hay việc chuyển húa cỏc dẫn xuất sinh học như glucụda hay sorbitol ở nhiệt độ thấp bằng cỏc chất xỳc tỏc mới.
Dưới ỏp suất cực cao, chẳng hạn như tại trung tõm của cỏc sao khớ khổng lồ, cỏc phõn tử hiđrụ mất đặc tớnh của nú và hiđrụ trở thành một kim loại lỏng (xem hiđrụ kim loại). Dưới ỏp suất cực thấp, như trong khoảng khụng vũ trụ, hiđrụ cú xu hướng tồn tại dưới dạng cỏc nguyờn tử riờng biệt, đơn giản vỡ khụng cú cỏch nào để chỳng liờn kết với nhau; cỏc đỏm mõy H2 tạo thành và được liờn kết trong quỏ trỡnh hỡnh thành cỏc ngụi sao.
Nguyờn tố này đúng vai trũ sống cũn trong việc cung cấp năng lượng trong vũ trụ thụng qua cỏc phản ứng prụton-prụton và chu trỡnh cacbon - nitơ. (Chỳng là cỏc phản ứng nhiệt hạch giải phúng năng lượng khổng lồ thụng qua việc tổ hợp hai nguyờn tử hiđrụ thành một nguyờn tử hờli.)
Hiđrụ là nguyờn tố phổ biến nhất trong vũ trụ, chiếm 75% cỏc vật chất thụng thường theo khối lượng và trờn 90% theo số lượng nguyờn tử. Nguyờn tố này được tỡm thấy với một lượng khổng lồ trong cỏc ngụi sao và cỏc hành tinh khớ khổng lồ. Tuy vậy, trờn Trỏi Đất nú cú rất ớt trong khớ quyển (1 ppm theo thể tớch). Nguồn chủ yếu của nú là nước, bao gồm hai phần hiđrụ và một phần ụxy (H2O). Cỏc nguồn khỏc bao gồm phần lớn cỏc chất hữu cơ (hiện tại là mọi dạng của cơ thể sống), than, nhiờn liệu húa thạch và khớ tự nhiờn. Mờtan (CH4) là một nguồn quan trọng của hiđrụ.
trong dung dịch với nhụm, điện phõn nước hay khử từ axớt loóng với một kim loại (cú khả năng đẩy hiđrụ từ axớt) nào đú.
Việc sản xuất thương mại của hiđrụ thụng thường là từ khớ tự nhiờn được xử lý bằng hơi nước núng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100°C), hơi nước tỏc dụng với mờtan để sinh ra mụnụxớt cacbon và hiđrụ.
CH4 + H2O → CO + 3 H2
Lượng hiđrụ bổ sung cú thể thu được từ mụnụxớt cacbon thụng qua phản ứng nước-khớ sau:
CO + H2O → CO2 + H2
2) Phạm vi sử dụng
Cỏc tế bào nhiờn liệu (tiếng Anh: fuel cell) biến đổi năng lượng húa học của nhiờn liệu thớ dụ như là hiđrụ trực tiếp thành năng lượng điện. Khụng giống như pin hoặc ắc quy, tế bào nhiờn liệu khụng bị mất điện và cũng khụng cú khả năng tớch điện. Tế bào nhiờn liệu hoạt động liờn tục khi nhiờn liệu (hiđrụ) và chất ụxi húa (ụxy) được đưa từ ngoài vào.
Một tế bào nhiờn liệu cú cấu tạo đơn giản bao gồm ba lớp nằm trờn nhau. Lớp thứ nhất là điện cực nhiờn liệu (cực dương), lớp thứ hai là chất điện phõn dẫn ion và lớp thứ ba là điện cực khớ ụxy (cực õm). Hai điện cực được làm bằng chất dẫn điện (kim loại, than chỡ, ...). Chất điện phõn được dựng là nhiều chất khỏc nhau tựy thuộc vào loại của tế bào nhiờn liệu, cú loại ở thể rắn, cú loại ở thể lỏng và cú cấu trỳc màng. Vỡ một tế bào riờng lẻ chỉ tạo được một điện thế rất thấp cho nờn tựy theo điện thế cần dựng nhiều tế bào riờng lẻ được nối kế tiếp vào nhau, tức là chồng lờn nhau. Người ta thường gọi một lớp chồng lờn nhau như vậy là stack.
Ngoài ra, hệ thống đầy đủ cần cú cỏc thiết bị phụ trợ như mỏy nộn, mỏy bơm, để cung cấp cỏc khớ đầu vào, mỏy trao đổi nhiệt, hệ thống kiểm tra cỏc yờu cầu, sự chắc chắn của sự vận hành mỏy, hệ thống dự trữ và điều chế nhiờn liệu.
Về phương diện húa học tế bào nhiờn liệu là phản ứng ngược lại của sự điện phõn. Trong quỏ trỡnh điện phõn nước bị tỏch ra thành khớ hiđrụ và khớ ụxy nhờ vào năng lượng điện. Tế bào năng lượng lấy chớnh hai chất này biến đổi chỳng thành nước. Qua đú, trờn lý thuyết, chớnh phần năng lượng điện đó đưa vào sẽ được giải phúng nhưng thật ra vỡ những thất thoỏt qua cỏc quỏ trỡnh húa học và vật lý năng lượng thu được ớt hơn. Cỏc loại tế bào nhiờn liệu đều cựng chung một nguyờn tắc được mụ tả dựa vào tế bào nhiờn liệu PEM (Proton Exchange Membrane - tế bào nhiờn liệu màng trao đổi bằng proton) như sau:
Ở bề mặt cực dương khớ hiđrụ bị ụxy húa bằng húa điện:
Cỏc điện tử được giải phúng đi từ cực dương qua mạch điện bờn ngoài về cực õm. Cỏc proton H+ di chuyển trong chất điện phõn xuyờn qua màng cú khả năng chỉ cho proton đi qua về cực õm kết hợp với khớ ụxy và cỏc điện tử tạo thành nước:
Tổng cộng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});