Please use this identifier to cite or link to this item: https://apothesis.eap.gr/handle/repo/20929
Title: Στερεά υλικά για αποθήκευση υδρογόνου
Authors: ΚΡΑΣΣΑ ΚΑΛΛΙΟΠΗ
Issue Date: 4-Sep-2008
Abstract: ΠΕΡΙΛΗΨΗΗ ανάπτυξη των τεχνολογιών υδρογόνου σε συνδυασμό με τις κυψέλες καυσίμου αποτελεί μια από τις σημαντικότερες ερευνητικές δραστηριότητες σε παγκόσμια κλίμακα και σημαντική ενεργειακή επιλογή καθώς συνδυάζει την δυνατότητα της ενεργειακής απεξάρτησης από την χρήση ορυκτών καυσίμων με την βελτιωμένη περιβαλλοντική επίδοση. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των κυψελών καυσίμου έναντι των συμβατικών μεθόδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι η υψηλότερη απόδοση και η ελαχιστοποίηση των εκπομπών αερίων ρύπων. Το σημαντικότερο πρόβλημα που έχει διαφανεί στην ανάπτυξη της τεχνολογίας των κυψελών καυσίμου είναι η αποθήκευση σε αυτές του υδρογόνου δεδομένου ότι επειδή είναι πολύ ελαφρύ, η συμπίεσή του σε μεγάλες ποσότητες είναι δύσκολη. Η επιτυχία μιας νέας «Οικονομίας Υδρογόνου» εξαρτάται από την ικανότητα σχεδιασμού υλικών αποθήκευσης με υψηλή πυκνότητα βάρους και όγκου υδρογόνου, γρήγορη κινητική και ευνοϊκή θερμοδυναμική. Για το λόγο αυτό η διεθνής επιστημονική κοινότητα έχει επικεντρωθεί τα τελευταία χρόνια στην εύρεση και ανάπτυξη μιας τεχνολογίας αποθήκευσης που να είναι εξαιρετικά αποτελεσματική ώστε να μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές απαιτήσεις των μελλοντικών «υδρογονοκίνητων» οχημάτων, να ανταποκρίνεται σε υψηλές προδιαγραφές ασφάλειας και φυσικά να είναι οικονομικά βιώσιμη.Το μεγάλο πρόβλημα που παρουσιάζουν τα συμβατικά μέσα αποθήκευσης, όπως οι φιάλες συμπιεσμένου αερίου και οι δεξαμενές υγρού υδρογόνου είναι η σύνθεση υλικών που θα εμφανίζουν επαρκή μηχανική αντοχή σε συνθήκες υψηλής πίεσης ώστε να αποθηκεύουν το υδρογόνο με ασφάλεια. Σε ό,τι αφορά τα στερεά υλικά το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα μεταλλικά υδρίδια, οι δομές άνθρακα και οι κρυσταλλικές δομές εγκλεισμού. Κανένα από τα μέχρι σήμερα μελετημένα υλικά δε διαθέτει επαρκή περιεκτικότητα υδρογόνου συνδυασμένη με χαμηλή πίεση λειτουργίας σε θερμοκρασία δωματίου για κινητές εφαρμογές. Τα προβλήματα που σχετίζονται με την αποθήκευση σε στερεά υλικά είναι οι συνθήκες σταθερότητας του υλικού παρουσία του υδρογόνου, οι συνθήκες ανάκτησης του υδρογόνου, η απομάκρυνση της εκλυόμενης θερμότητας κατά την απορρόφηση του υδρογόνου και το πρόσθετο βάρος του στερεού.SUMMARYThe development of hydrogen technologies in combination with fuel cells constitute one of the most important research activities worldwide and an important energy choice as it combines the capability of reducing energy dependency from fossil fuels with improved environmental performance. The most important advantages of fuel cells against the conventional methods of electrical energy production are the higher output and the minimization of harmful gaseous emissions. The main problem arising from thedevelopment of fuel cells technology is the storage of hydrogen considering that, due to the very light weight of hydrogen, its compression in high amounts is difficult to achieve.The success of a new “Hydrogen Economy” depends on the ability to design storage materials with high gravimetric and volumetric density of hydrogen, fast kinetics and favorable thermodynamics.For this reason the international scientific community has focused in recent years on the discovery and development of a storage technology that will be highly effective towards covering the energy demands of the future “hydrogen-driven” vehicles, meeting at the same time the strict safety specifications and of course being viable in economic terms.The main problem associated with the conventional means of storing hydrogen, such as pressurized storage tanks and tanks of liquid hydrogen is the synthesis of materials with sufficient mechanical strength under high pressure in order to be capable to store hydrogen safely.With respect to the solid-state materials, metal hydrides, carbon structures and crystalline clathrates hydrates show the greatest interest. Until today none of the studied materials exhibit sufficient hydrogen storage capacity combined with low working pressure in ambient temperature for mobile applications. The problems associated with hydrogen storage in solid-state materials include the conditions of material stability in the presence of hydrogen, the conditions of hydrogen recovery, the removal of heat which is released during hydrogen absorption and the additional weight of the solid material.
Appears in Collections:ΚΠΠ Διπλωματικές Εργασίες

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
KRASSA%20KALLIOPI.pdf5.36 MBAdobe PDFView/Open


This item is protected by original copyright



Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.