Τεχνολογίες αποθήκευσης, μεταφοράς και διανομής υδρογόνου

Hydrogen storage, transport and distribution technologies (english)

  1. MSc thesis
  2. Ζαχαρόπουλος, Δημήτριος
  3. Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος (ΚΠΠ)
  4. 21 September 2019 [2019-09-21]
  5. Ελληνικά
  6. 143
  7. Μαντζαβίνος, Διονύσιος
  8. Μαντζαβίνος, Διονύσιος | Τράπαλης, Χρήστος
  9. φορέας ενέργειας | υδρογόνο | μεταφορά υδρογόνου | αποθήκευση υδρογόνου | διασπορά υδρογόνου | Energy carrier | hydrogen | hydrogen transport | hydrogen storage | hydrogen dispersion
  10. 4
  11. 38
  12. Περιέχει: πίνακες, διαγράμματα, εικόνες, φωτογραφίες
    • Με τις αρχές του 21ο αιώνα, η ανάγκη παραγωγής περισσότερης αλλά και καθαρής ενέργειας, ενέργειας που δεν θα ενισχύει το φαινόμενο του θερμοκηπίου, αποτελεί σημαντική προτεραιότητα για την ανθρώπινη κοινωνία. Είναι πολλοί αυτοί που πιστεύουν, ότι η χρήση του υδρογόνου σαν φορέα ενέργειας, αποτελεί ιδανική λύση για την κάλυψη της παραπάνω ανάγκης. Σαν αποτέλεσμα, οι σχετικές τεχνολογίες, κάτω από τον γενικό όρο «οικονομία του υδρογόνου», προκαλούν το ενδιαφέρον τόσο επιστημονικών, όσο και επαγγελματικών ομίλων. Ένα σημαντικό κομμάτι της «οικονομίας του υδρογόνου», είναι οι τεχνολογίες αποθήκευσης, μεταφοράς και διανομής στον τελικό καταναλωτή. Τεχνολογίες στις οποίες, οποιαδήποτε βελτίωση της μίας, επιφέρει άμεση προσαρμογή της άλλης. Το αέριο υδρογόνο, ενώ περιέχει πολύ μεγάλη ποσότητα ενέργειας ανά μονάδα μάζας, τρείς φορές περισσότερη από αυτή της βενζίνης, έχει τόσο μικρή πυκνότητα που η αποθήκευση ενός kg απαιτεί περίπου 11 m3 (STP). Επομένως το πρόβλημα της αποθήκευσης, μεταφοράς αλλά και διανομής, πρέπει αρχικά να υπερβεί τη δυσκολία που επιφέρει η χαμηλή τιμή της πυκνότητάς του. Η αύξηση της πυκνότητας, επιχειρείται είτε με συμπίεση, είτε με μείωση της θερμοκρασίας, είτε με τη χρήση μιας τρίτης ουσίας, συνήθως στερεάς, για φυσική ή χημική ρόφηση του υδρογόνου σε αυτή. Οι υψηλές πιέσεις ή/και οι χαμηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται από τις παραπάνω διεργασίες καθώς και άλλες χαρακτηριστικές ιδιότητες του υδρογόνου, όπως η μεγάλη διαχυτική ικανότητα, η ψαθυρότητα που προκαλεί σε ορισμένα μέταλλα ή κράματα μετάλλων, η δημιουργία εκρηκτικών μιγμάτων στην ανάμειξή του με τον αέρα, αποτελούν εμπόδια που θα πρέπει να υπερκεραστούν. Η μεταφορά, αποθήκευση και διανομή του καυσίμου υδρογόνου απαιτεί ως εκ τούτου, υψηλής τεχνολογίας και ασφάλειας υλική υποδομή, που θα πρέπει ταυτόχρονα, να εξασφαλίζει τη δυνατότητα για επιτυχημένες επενδύσεις. Οι ερευνητικές προσπάθειες πάνω στο θέμα, είναι συνεχείς, παρέχοντας διαρκώς ελπιδοφόρα αποτελέσματα, ενώ ένα κομμάτι από τις γνώσεις που αποκομίσθηκαν έχει αρχίσει να βρίσκει πρακτική εφαρμογή.
    • Since the beginning of the 21st century, the need to produce not only more, but also clean energy, that will not intensify the greenhouse effect, is an important priority for the human society. Many experts believe that the use of hydrogen as an energy carrier is an ideal solution to meet the above-mentioned need. As a result, the relevant technologies, under the general term "hydrogen economy", are of interest to both scientific and professional groups. An important part of the "hydrogen economy" is storage, transport and distribution technologies. Technologies in which any improvement of one brings about immediate adaptation of the other. Hydrogen gas, while containing a very large amount of energy per unit mass, three times more than that of petrol, has such a low density that the storage of one kg requires about 11 m3 (STP). Therefore, the problem of storage, transport and distribution should initially transcend the difficulty of its low density. The density increase is attempted either by compression or by temperature reduction or by the use of a third substance, usually solid, for physisorption or chemisorption of hydrogen. The high pressures and/or low temperatures required by the above processes as well as other characteristic properties of hydrogen, such as the high diffusivity, the brittleness of certain metals or metal alloys it causes, the formation of explosive mixtures in its mixing with air, are obstacles that need to be overcome. The transportation, storage and distribution of hydrogen fuel, therefore, requires high-tech and secure material infrastructure, which should at the same time ensure the possibility of successful investment. The research efforts on the subject are continuous, providing consistently promising results, while some of the knowledge gained has begun to find practical application.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.