Merivedestä polttoainetta

Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja Vipunen » 02.10.2012 13:28

Pisti silmään Tekniikka ja Talous-lehdestä jenkkien suunnitelmat tehdä polttoainetta merivedestä. Tästä jutusta huomionarvoisin on katalyytti josta täälläkin on toimiteltu:

Armeijan versio menetelmästä erottaa merivedestä hiilidioksidia ja vetyä kolmikammioisella sähkökemiallisella hapotuskennolla. Kun vesi virtaa laitteiston läpi, siihen johdetaan sähkövirta. Anodi saa vetyionit vaihtumaan natriumioneiksi, ja merivesi hapottuu. Katodilla vesi muuttuu vetykaasuksi ja natriumhydroksidiksi (Huom. Reaktiossa syntyy myös polttoaineeksi kelpaavaa klooria, mahtaneeko sille olla sitten "muuta käyttöä"...)

Aineet johdetaan kennoihin, joissa hapotetun meriveden sisältämät karbonaatit ja bikarbonaatit tasapainotetaan ja muutetaan hiilidioksidiksi ja vedyksi. Lisäksi natriumhydroksidia lisätään ulos pumpattavaan meriveteen happamuuden neutraloimiseksi.

Seuraavaksi vety ja hiilidioksidi menevät lämmitettyyn reaktiokammioon, jossa on rautaa katalyyttinä. Kaasut yhdistyvät ja muodostavat pitkiä tyydyttymättömiä hiilivetyjä sekä sivutuotteena metaania. Hiilivedyt oligomeroidaan eli ne saadaan muodostamaan pitkiä hiilivetymolekyylejä, joissa on kuudesta yhdeksään hiiliatomia. Käyttämällä nikkeliä katalyyttinä näistä valmistetaan polttoainetta.

Artikkeli kokonaisuudessaan: http://www.tekniikkatalous.fi/kemia/yhd ... ta/a843031
"Kaikkea on opeteltu, mutta kaikkea ei ole käsketty teherä".
Könnin mestari
Vipunen
 
Viestit: 345
Liittynyt: 02.10.2009 01:51

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja Sundancekid » 03.10.2012 00:22

Millä tavalla tuota klooria käytetään polttoaineena? voihan siitä kloorista tiesti veteen johtamalla tehdä vaikka suolahappoa... ^^
De Investigatione perfectionis...^^
Sundancekid
 
Viestit: 29
Liittynyt: 07.08.2012 03:46

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja penttinen » 03.10.2012 03:12

Mikähän ton prosessin energiatalous on? musta tuntuu, että tulee aika kallista polttoainetta.. :mrgreen:

Ja onkohan nyt jokin pielessä.. heh..

"Suurin ongelma lienee kuitenkin se, että jos keskellä valtamerta polttoaine loppuu, meriveden muuttaminen polttoaineeksi vaatii energiaa. Mistä sitä saadaan, jos polttoainetta ei ole tankissa? Tätä kysymystä laivasto ei ole vielä ratkaissut. "

siis pitääkö alukseen tankata dieseliä generaattorille vaikkapa 1000 litraa, jotta saadaan esim 500 litraa meripolttoainetta :?:
penttinen
 
Viestit: 779
Liittynyt: 16.09.2009 22:13

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja Vipunen » 03.10.2012 09:32

penttinen kirjoitti:Mikähän ton prosessin energiatalous on? musta tuntuu, että tulee aika kallista polttoainetta.. :mrgreen:

Ja onkohan nyt jokin pielessä.. heh..

"Suurin ongelma lienee kuitenkin se, että jos keskellä valtamerta polttoaine loppuu, meriveden muuttaminen polttoaineeksi vaatii energiaa. Mistä sitä saadaan, jos polttoainetta ei ole tankissa? Tätä kysymystä laivasto ei ole vielä ratkaissut. "

siis pitääkö alukseen tankata dieseliä generaattorille vaikkapa 1000 litraa, jotta saadaan esim 500 litraa meripolttoainetta :?:


Nähtävästi pitää tankata, artikkelin mukaan prosessi perustuu Fischer-Tropsiin. Tuota minä ihmettelen että minne Kloori tosiaan hukataan, se on hyvin reaktiivinen kaasu mutta niin pirkuleen myrkyllinen. Suolahappoa HCl tehdään myös yhdistämällä vety ja kloori, yhdistämällä kloori (Cl) ja lipeä (NaOH), saadaan Natriumhypokloridia NaClO. Perinteisesti sitä on paperitehtaiden valkaisutarpeisiin tehty tinttraamalla eli sekoittamalla nämä yhteen,

Wikistä: "Natriumhypokloriitti on kemiallinen yhdiste, jonka molekyylikaava on NaClO. Sitä käytetään valkaisuaineena ja hapettimena, ja sitä valmistetaan johtamalla kloorikaasua natriumhydroksidiliuokseen: Cl2+ 2 NaOH ↔ NaClO + NaCl + H2O. Natriumhypokloriittia on aiemmin käytetty selluloosan valkaisuun ja uimahallien veden desinfiointiin. Sillä on kloorimainen haju. Se liukenee veteen täysin, voi kulkeutua vesistöihin ja se on erittäin myrkyllistä vedessä eläville selkärankaisille ja selkärangattomille eliöille. Hapot tai happamasti reagoivat aineet vapauttavat natriumhypokloriitin kanssa reagoidessaan kloorikaasua, joka on erittäin myrkyllistä.

Sähkökemiallisesti "paristona" yhdistäminen onnistuu energiaa tuottavasti, jossa kloorilla on natriumin elektronille vapaa paikka auki ja jossa jännite nousee niinkin huikeaksi kuin 4V. Hypokloridi on jo sinällään reaktiivista ja happaman kanssa luovuttaa klooria. Reagoi hapettajana vedyn kanssa.
"Kaikkea on opeteltu, mutta kaikkea ei ole käsketty teherä".
Könnin mestari
Vipunen
 
Viestit: 345
Liittynyt: 02.10.2009 01:51

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja jussik5 » 03.10.2012 20:44

Tuollahan se oli artikkelissa itsessään, eli kuolleena syntynyt idea ;)

" Tehottomuus ongelmana

Tekniikkaa on jo kokeiltu meriolosuhteissa Meksikonlahdella. Laitteiston toimintaa on tarkoitus kehittää niin, että se toimisi mahdollisimman hyvin.

Merestä tuotetun polttoaineen kustannus on 3–6 dollaria gallonalta (0,61–1,22 euroa litralta), kun taas suihkuturbiineja pyörittävän polttoaineen hinta on nykyisin noin 3,30 dollaria gallonalta (0,67 euroa litralta), minkä vuoksi merivesitekniikka tekee polttoaineesta melkein puolet tavallista polttoainetta kalliimpaa.

Suurin ongelma lienee kuitenkin se, että jos keskellä valtamerta polttoaine loppuu, meriveden muuttaminen polttoaineeksi vaatii energiaa. Mistä sitä saadaan, jos polttoainetta ei ole tankissa? Tätä kysymystä laivasto ei ole vielä ratkaissut. "
"Jos tietäisit 3, 6 ja 9 suuremmoisuuden, sinulla olisi avain universumiin"
Nikola Tesla
Avatar
jussik5
Site Admin
 
Viestit: 1251
Liittynyt: 16.09.2009 17:43

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja Vipunen » 04.10.2012 00:01

jussik5 kirjoitti:Tuollahan se oli artikkelissa itsessään, eli kuolleena syntynyt idea ;)

" Tehottomuus ongelmana
Suurin ongelma lienee kuitenkin se, että jos keskellä valtamerta polttoaine loppuu, meriveden muuttaminen polttoaineeksi vaatii energiaa. Mistä sitä saadaan, jos polttoainetta ei ole tankissa? Tätä kysymystä laivasto ei ole vielä ratkaissut. "


Ovat joko pöllöjä tai sitten tarkoituksenmukaisia... Kloorista saadaan "syöpälääkettä". Yhdysvaloissa tapahtuneessa onnettomuudessa havaittiin, että kloorimetiini eli typpisinappikaasu (C5H11Cl2N) vähentää valkosolujen määrää veressä. Ne aiheuttavat vahinkoa solun DNA:lle, mikä on erityisesti jakautuvalle solulle vahingollista. Syöpäsolut jakautuvat nopeammin kuin kehon tavalliset solut, joten typpisinappikaasua alettiin käyttää syövän hoitoon.

Muistiinpanoista kaivoin:

Suolaliuoksen elektrolyysi membraanimenetelmällä

Membraanikloorikennot koostuvat anodista ja katodista, joita erottaa toisistaan kationinvaihtomembraani. Kaupallinen kenno koostuu monesta rinnan kytketystä elektrodista ja elektrolyyttitilasta, joiden välissä on membraani. Anodi on valmistettu pinnoitetusta titaanista ja katodi sähköä johtavasta, korroosiota kestävästä metallista esim. ruostumattomasta teräksestä tai mahdollisesti platinametallipinnoitetusta nikkelistä.

Suolaliuos syötetään anodipuolelle, jossa anodilla vapautuu kloorikaasua (yhtälö 1). Reagoimattomat kloridi-ionit poistuvat anoditilasta laihana suolaliuoksena. Natriumioneja sekä vettä menee membraanin läpi katodipuolelle. Katodilla vapautuu vetykaasua (yhtälö 2) ja veden hajotessa muodostuneet hydroksyyli-ionit muodostavat natriumionien kanssa natriumhydroksidia, joka poistuu katoditilasta.

Anodi: 2 Cl- --> Cl2+ 2 e- (1)
Katodi: 2 H2O + 2 e- --> 2 OH- + H2 (2)
Kennoreaktio: 2 Cl- + H2O --> Cl2 + H2 + 2OH- (3)

Kloorin valmistusperiaate membraanimenetelmällä voidaan esittää seuraavasti:
NaCl + H2O --> NaOH + ½ Cl2+ ½ H2
Suola + vesi --> Lipeä + kloori+ vety
1648 kg + 507 kg --> 1127 kg + 1000 kg + 28 kg


Laskin tuon joskus aikoinaan:

1. Käytettävät aineet säiliössä: (huom! moolit grammoina)

Vesi 3H20 51,00 g
Suolaliuos 3NaCl + 1½ H2O 147,65 g
Yht: 198,65 g

2. Elektrolyysi membraalikennossa
3 NaCl (väkevä vesi/suolaliuos) + 3H2O (vesi) >> 3NaOH (lipeä) + 1½ Cl (kloori) + 1½ H2 (vety)

Elektrolyysiin tarvittava energiamäärä mol. (90 - 95% hyötysuhde)
3 x 96500 C (A/s) x 2, 22 V = 637 KJ

Elektrolyysissä saatavat aineet:
1½ Vety H 1,51 g
1½ Kloori Cl 53,17 g
3 NaOH 119,49 g


Mortimerin Kemia kirjasta talteen korjattua:

Charles E.Mortimer s.68
Natriumkloridin eksoterminen reaktio

Na + Cl >> Na+Cl-

1. 2Na (s) >> 2Na (g) dissosoituu energiaa tarvitaan 108 KW
2. Cl2 (g) >> 2Cl (g) dissosoituu energiaa tarvitaan 122 KW
3. 2Na (g) >> 2Na+ (g) +2e- ionisoituminen energiaa tarvitaan 596 KW
Yht. 726 KW

4. 2Cl (g) + 2e- anionin muodostus energiaa vapautuu -349 KW
5. 2 Na+(g) + 2Cl-(g) >> 2Na+Cl-(s) kiteytyminen energiaa vapautuu -788 KW
Yht. -1137 KW

Energiaa vapautuu 411 KW enemmän mitä kuluu.

Osareaktiossa 4 ja 5 vapautuu enemmän energiaa mitä osareaktiossa 1,2 ja 3 kuluu eli kokonaisreaktio on eksoterminen.
"Kaikkea on opeteltu, mutta kaikkea ei ole käsketty teherä".
Könnin mestari
Vipunen
 
Viestit: 345
Liittynyt: 02.10.2009 01:51

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja penttinen » 05.10.2012 23:43

Onko tämä sama asia?

Proton Exchange Membrane (PEM) Water Fuel Cell (100% Water Powered Car)

http://www.youtube.com/watch?v=KmFu9N62oko

Muoks:
Tuollahan tota membraanijuttua o paljonkin juutuubissa

http://www.youtube.com/results?search_q ... TBfrGpOsAM
penttinen
 
Viestit: 779
Liittynyt: 16.09.2009 22:13

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja Vipunen » 06.10.2012 08:39

Kyl se sama asia on, membraali on "solukalvo" biologiassa ja polttokennoon tai elektrolyysikennoon laitettaessa "membraali on huokoista ainetta, kuten puuta. raaka peruna, mutta myös "polymeeri" eli muovikalvo jonka läpi ionit menee kun elektroni samaan aikaan kiertää piuhan kautta. Ideana membraalilla on tilan jakaminen kahteen osaan, osan toisella puolella voi olla vety ja toisella happi estäen näiden reaktiivisen yhdistymisen. Vasta kun anodi vedyn puolella ja katodi hapen puolella yhdisttään piuhalla, vety luovuttaa ulkokehällään olevan elektroninsa ja se kiertää johtoa pitkin vedyn puolelta ja vastuksen läpi hapen puolelle. Samaan aikaan hapen ja vedyn ionit vaihtaa puolta membraalin läpi. Vedyn puoli pelkistyy ja hapen puoli hapettuu, tapahtuu neutralisoituminen jossa happi ja vety yhtyy "rauhallisesti" neutralisoituen vedeksi.

Membraalikennossa huokoinen "soluseinämä" jakaa samalla tavalla suolaliuoskammion ja puhdasvesikammion kahteen osaan. Siinä pilkotaan sähkövirran avulla suolan reaktiiviset osat kloori ja natrium erilleen. Suolavesi puolella kloori irtoaa natriumista ja kaasuna poistuu kennosta. Samalla natrium irtoaa kloorista ja menee huokoisen membraalin läpi kennon toisellle puolelle jossa on puhdasta vettä. Natrium on reaktiivinen vedelle ja se reagoi veden kanssa, jolloin vesi luovuttaa toisen vedyistään. Toinen vety jää hapen kanssa yhteen ja poistuneen vedyn tilalle tulee natrium, jolloin vesi muuttuu lipeäksi.

Joutsan paperitehtaalla oli ( en tiedä onko enää) maailman suurin membraalilaitos, jossa klooria ja lipeää valmistettiin elektrolyysin avulla paperitehtaan tarpeisiin. Kloori yhdytettiin lipeän kanssa suoraan sekoittamalla ja saatu natriunhypokloriitti käytettiin paperin valkaisuun. Vety jäi "jätteeksi" ja myytiin muuhun teollisuuteen tai siitä valmistettiin suolahappoa yhteyttämällä se kloorin kanssa. Lipeä käytettiin selluloosan valmistukseen ja poltettiin "mustanalipeänä".

Suomessa on usein perusteltu ydinsähkön tuotanto sillä, että papriteollisuus tarvitsee sitä, paskan marjat! Monikaan ei tiedä sitä, että koskivoiman lisäksi mustanlipeän polttaminen teki paperiteollisuudesta 120 prosenttin energian tuotannollaan täysin omavaraiseksi ja riippumattomaksi muiden tuottamasta energiasta. Valitettavasti menivät tyhmyyksissään myymään näitä rinnalle rakennettuja "omavaraislaitoksiaan". Energian jatkuva kallistuminen ja omavaraisuuden kadottua, näitä puljuja nyt sitten on suljettu ja liputettu muualle.
"Kaikkea on opeteltu, mutta kaikkea ei ole käsketty teherä".
Könnin mestari
Vipunen
 
Viestit: 345
Liittynyt: 02.10.2009 01:51

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja siviili2003 » 07.10.2012 02:00

Hei sundancekid, mites se kloraattikenno oikein toimikaan?

olikos se niin että suolaliuosta elektrolysoidaan yli 70 asteen celsiusta, jolloin muodostuukin kloorin asemesta kloraattia.?

kaliumkloridivesiliuosta elektrolysoidessa syntyy kaliumkloraattia, (joka on kuivana räjähdysainetta) ja

natriumkloridivesiluosta elektrolysoidessa syntyy natriumkloraattia.
Avatar
siviili2003
 
Viestit: 2478
Liittynyt: 16.09.2009 20:08

Re: Merivedestä polttoainetta

ViestiKirjoittaja Vipunen » 07.10.2012 04:07

Kloori ja lipeä tintrataan tai mieluummin yhdistetään sähkökemiallisesti yhteen, saadaan hypokloridia joka edelleen lämmitetään 100 C asteeseen, saadaan sitä herkästi räjähtävää.

Tässä kaava:

Kuva

Käyttämällä polttokennoa joka toimii korkeassa lämpötilassa, hypokloriitti voidaan lämmittää sillä sataan asteeseen ja ilman hapen sijasta yhdyttää vedyn kanssa.
"Kaikkea on opeteltu, mutta kaikkea ei ole käsketty teherä".
Könnin mestari
Vipunen
 
Viestit: 345
Liittynyt: 02.10.2009 01:51

Seuraava

Paluu Kemia

Paikallaolijat

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei rekisteröityneitä käyttäjiä ja 1 vierailijaa

cron