Водород-топливо будущего

1. Водород-топливо будущего

Выполнил: студент 311 группы Каюков Р.С.
Научный руководитель: Полянская И.С.
25.11.20 г.

2. Цель: доказать, что водород является топливом будущего

Задачи:
1)Изучить элемент водород
2)Исследовать применение водорода
3)Выявить отличительные свойства
водорода , как топлива

3. План

1. Основные характеристики водорода,как
элемента
2. История открытия
3. История использования в технике
4. Водородомобили
5. Водород в косманавтике
6. Вывод
7. Литература

4.

.
Водород - основа мира. Космос, звездный небосвод,
На три четверти по массе составляет водород.
В недрах Солнца «выгорая» нам тепло и свет дает,
НО Земля, хотя и рядом, а состав совсем не тот.
При создании планеты испарился легкий газ.
В атмосфере с литосферой лишь один процент сейчас.
По теориям различным даже этот водород,
Не от первых дней остался – Космос нам, по дружбе, шлет.
Астероиды-ледышки поставляли воду нам,
Дав возможность людям плавать по озерам и морям.
Газ от солнечной короны ветром солнечным летит,
Как магнитная ловушка на пути Земля стоит.
С кислородом в связь, вступая, с неба капает дождем,
Невозможно перечислить, где найдем его потом.
Он в бензине, и в ракете, он во всем живом на свете,
В щелочах, ГИДРИДАХ разных, часть рабочая кислот,
Школьник, парта, бутерброд - все содержит водород!
Без него как без воды - ни туды и не сюды!!!!
Несмотря на роль в природе и огромнейший запас
(На Земле в десятку входит) не давался в руки газ.
Но наука начинала свой стремительный полетПЕРОКСИД, как окислитель, в быт пришел и на завод.
Производство полимеров, ткань, картину осветлит,
В медицине и в консервах всех микробов победит.
Разлагаясь, пар горячий для турбины создает
Плюс избыток кислорода здесь же топливо сожжет.

5.

ПАРАЦЕЛЬС одним из первых получает водород.
РОБЕРТ БОЙЛЬ и ДЖОЗЕФ ПРИСТЛИ, АНТУАН ЛАВУАЗЬЕ,
ГЕНРИ КАВЕНДИШ трудились над проблемой о воде.
Газ получен и изучен. Время дела настает ШАРЛЬ, построив шар воздушный, отправляется в полет.
На земле, горя в горелках, наивысший жар дает,
В домнах, вместо углерода, отнимает кислород.
На заводах газ гремучий стал взрывчатку вытеснять,
ЗОНД-ШАРАМ, узнать погоду, легче газа не создать.
В производстве маргарина, лаков, красок и кислот,
Удобрений и варенья – всюду нужен водород.
У воды есть брат активный. Взяв «с запасом» кислород
У подводных лодок скорость под водою возрастет,
Для торпеды, для ракеты пар дает и кислород.
Где же взять так много газа - не в вулкан же залезать?
И решили газ природный вместе с паром нагревать.
Углекислый газ получим и в, придачу, водород,
Заморозив, смесь разделим. Газы шлем к тому, кто ждет.
Над железом раскаленным можно воду пропустить,
В кислоту металл насыпать, электролиз применить....
В каждом способе есть плюсы, но и минусов набор Под конкретную задачу ищем способ до сих пор.
Будь предельно осторожен, если рядом водород.
Атом маленький, подвижный сквозь любую щель пройдет.
Придает металлам хрупкость, через платину пройдет,
Накопилось пять процентов, вспыхнет или все взорвет.
Водорода вес «РАСЧЕТНЫЙ» с весом в «ЖИЗНИ» не совпал
Весь ученый мир причину расхождения искал.

6.

Вскоре был открыт ДЕЙТЕРИЙ - вроде тот же водород
Но в два раза тяжелее - он нейтрон в ядре несет.
Изотопов в мире много. Здесь идет на сотни счет,
Но вот вдвое тяжелее - это только водород!
Много в ядерной науке смог дейтерий уточнить,
Он и в жизни постоянно может пользу приносить.
Следом ТРИТИЙ открывает - он в три раза тяжелей
Но найти его в природе в миллиарды раз трудней.
Современную науку невозможно запугать Раньше воду испаряли, можем ЛИТИЙ расщеплять….
Ускорителем ПРОТОНОВ (это тот же водород )
Современная наука новый атом создает.
Ей бы тут остановиться, а она идет, идет....
Вот уже взрывает бомбу озверевший водород.
Правда, есть и цель благая - эту бомбу усмирить Термоядерный реактор, как на солнце, запустить.
Больше угля, нефти, газа сохранилось бы у нас
Никогда уже Природа не создаст такой запас.
Но труднее нет задачи! Смесь дейтерий-тритий сжать,
Разогреть, как в недрах солнца, и секунду удержать.
Нагревать давно умеем, помогает лазер сжать
Научиться б эту ПЛАЗМУ дольше сжатой удержать.
За полвека полдороги прошагали – не пустяк,
Здесь важнее нет задачи, чем Российский ТОКОМАК!
Десять стран объединились, дали деньги и людей
Чтоб работы по проекту продвигать еще быстрей.
Что еще нам даст наука? Где применит водород?
Подожди. А если сможешь - сделай новый шаг вперед!
[5]

7. тороидальная камера с магнитными катушками

8.

Взаимодействие с галогенами. При обычной
температуре водород реагирует лишь со фтором:H2 +
F2 = 2HF.
С хлором реагирует только на свету, образуя
хлороводород, с бромом реакция протекает менее
энергично, с йодом не идет до конца даже при высоких
температурах.
Взаимодействие с кислородом. При нормальных
условиях водород не реагирует с кислородом, при 400 °С
реагирует с кислородом, а при 600 °С – с воздухом, при
поджигании реакция протекает со взрывом:2H2 + O2 =
2H2O.
Водород горит в кислороде с выделением большого
количества тепла. Температура водородно-кислородного
пламени 2800 °С.
Взаимодействие с серой. При пропускании водорода
через расплавленную серу образуется сероводород:H2 +
S = H2S.
Взаимодействие с азотом. При нагревании водород
обратимо реагирует с азотом, причем при высоком
давлении и в присутствии катализатора:3H2 + N2 = 2NH3.
Взаимодействие с оксидом азота (II). Важное значение
имеет взаимодействие водорода с оксидом азота (II),
используемое в очистительных системах при
производстве азотной кислоты:2NO + 2H2 = N2 + 2H2O.
Взаимодействие с оксидами металлов. Водород –
хороший восстановитель, он восстанавливает многие
металлы из их оксидов:CuO + H2 = Cu + H2O.
Сильным восстановителем является атомарный
водород
Взаимодействие с активными металлами. Водород
является окислителем, присоединяет электрон и
превращается в гидрид-ион, который заряжен
отрицательно.[8]

9.

10.  Бензоводородная модификация транспортного средства потребляет в 2,6 раза меньше топлива, чем чисто бензиновый его аналог[9]

Бензоводородная модификация транспортного средства потребляет в
2,6 раза меньше топлива, чем чисто бензиновый его аналог[9]

11. 1 узел=1,852 км/ч

12. Ту-155

13.

14.

15. Hydrogen7  способен разогнаться до 100 км\ч за 9,5 с. Максимальная скорость-229 км\ч

Hydrogen7 способен разогнаться до 100 км\ч за 9,5 с. Максимальная скорость-229 км\ч

16. Honda Clarity 

Honda Clarity

17.  Номинальный пробег седана на одной заправке составляет 360 миль (579 км) по стандарту EPA.

Номинальный пробег седана
на одной заправке составляет 360
миль (579 км) по стандарту EPA.

18. Toyota Mirai

Максимальная скорость,178 км/ч
Время разгона с 0 до 100 км/ч, 9,6С
Ёмкость топливного бака, 5 кг[6]

19.

Pragma

20.

АНТЭЛ-1

21. АНТЭЛ-1

АНТЭЛ-2: пробег автомобиля до 350 км, максимальная скорость до 100 км/ч.
Общий объём водородных баллонов — 90 л. Максимальная мощность
электрического двигателя — 90 кВт.
[4]

22.  АНТЭЛ-2: пробег автомобиля до 350 км, максимальная скорость до 100 км/ч. Общий объём водородных баллонов — 90 л. Максимальная

23.

24.

Вывод
Водород имеет высокую энергоемкость, которая в 3–5 раз превышает аналогичный показатель для бензина и нефти.
В энергетическом плане ему присущи универсальные свойства: он является восстановителем, энергоносителем
и топливом. Потребность в высокоэнергетическом и экологически чистом топливе привела к возникновению
водородной энергетики, быстрое развитие которой позволяет утверждать, что водород является горючим будущего.
Водород, с точки зрения сохранения окружающей среды, это идеальное топливо. Сгорая в чистом кислороде, он
превращается в воду. Если его получать из воды путём электролиза, то процесс замыкается: вода-водород-вода.
Ресурсы этого топлива колоссальные и постоянно возобновляются. Водород может стать универсальным топливом,
вот почему его называют топливом будущего. Для получения водорода могут быть применены различные
термохимические, электрохимические или биохимические методы с использованием энергии Солнца, атомных
и гидравлических электростанций и пр. Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его
хранения нужны баллоны большой массы. Более реальный вариант — использование жидкого водорода, но для
этого необходимо устанавливать дорогие криогенные баки со специальной термоизоляцией. Возможна еще одна
форма хранения водорода — в твёрдой фазе в составе некоторых металлогидридов (например, железо титановое
или магниевое). В будущем водород станет частью решения проблемы загрязнения окружающей среды.
И перспектива этого вида топлива и водородных автомобилей начнет проясняться в ближайшие годы с появлением
первых массовых авто на дорогах.[2]
Исследование плазмы, позволит реализовать идею контролируемого термоядерного синтеза. Как
следствие удастся создать высокоэффективные электростанции, работающие значительно
безопаснее атомных, и не создающих вредного выброса в атмосферу.[7]

25. Вывод

Спасибо за внимание!

26.

Литература
[3]https://www.tart-aria.info/vodorod-toplivo-budushhego/
[2]Картамышева, Н. С. Водород — топливо будущего? / Н. С. Картамышева, Е.
С. Картамышева, А. С. Биекенова, М. Н. Перевала. — Текст :
непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 14 (94). — С. 662-666. —
URL: https://moluch.ru/archive/94/21092/ (дата обращения: 22.11.2020).
[1]https://ru.wikipedia.org/wiki/Водород
[4] https://topwar.ru/152773-vodorod-toplivo-buduschego.html
[5] https://stihi.ru/2019/07/30/4400
[6] https://www.drive2.ru/e/B5wVwEAABDM
• [7]https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrotehnika/plazma/
[8]https://ido.tsu.ru/schools/chem/data/res/neorg/uchpos/text/g3_2_5.html
• [9]https://ev-avto.ru/vodorodnye/vodorodnyemikroavtobusy-raf-istoriya-sozdaniya