Управляемый термоядерный синтез

[vlad7308]

Кстати, а Вы знаете, что такое "повозка Гувера"?

теперь знаю, спасибо за любопытный факт

[Верный Союзник с Окинавы]

С электрохимическими генераторами главная проблема - кпд /а он действительно может быть довольно высоким, до 76%/ возможен только с катализаторами на основе платины или палладия. Без них кпд резко падает почти до нуля. Опять получается решение, приемлемое для космоса и ВПК, но негодное ни для чего другого.

1) Главным образом у ТЭ из-за катализаторов падает удельная мощность.

2) ТЭ есть принципиально разных конструкций, не в каждый из них вообще можно впихнуть платину как катализатор.

Многим из них достаточно никеля, в некоторых случаях он вообще лучший вариант. Некоторым из них требуется тепло.

3) У ТЭ есть дилема в виде температура/катализаторы. Чем выше температура, тем легче в-ва вступают в реакции, тем активнее они себя ведут, тем больше электрической мощности ТЭ даёт на единицу объёма. Однако, чем выше температура, тем ниже энергия Гиббса. А КПД для ТЭ определяется дельтой энергии Гиббса делённой на энтальпию реакции... Короче, либо жертвуешь КПД, либо берёшь платину. Но на самом деле жертвы по КПД могут быть приемлемыми и во многих случаях просто ограничиваются никелем. Стоит помнить ещё об одном нюансе - электролиты в ТЭ могут быть растворами, а могут быть расплавами. А промежуточные состояния электролитов не так эффективны из-за малой электропроводности. Можно работать и на средних температурах, тогда р-р электролита спасают от выпаривания высоким давлением, что накладывает свои нюансы.

Распространёна платина в ТЭ с протон-обменной мембраной, они сами по себе работают только на низких температурах (электропроводность у них лишь при определённой влажности). Ещё обычно применяется воздух как окислитель (малая массовая доля кислорода на литр воздуха). Отсюда требования к катализаторам. Но в некоторых случаях они лучше других вариантов.

[Верный Союзник с Окинавы]

Кроме гидроэлектростанций можно использовать батареи, у них КПД даже выше 95%.

Сейчас еще стали распространяться т.н. "проточные батареи", на основе жидких электролитов, в том числе и на основе солей железа - характеристики у них довольно средней паршивости, зато цена - куда как ниже чем у литиевых всех типов... Основной недостаток - крупные размеры баков с электролитами, но для стационарного применения - это и не недостаток вовсе...

https://star-wiki.ru/wiki/Flow_battery#Hybrid

Кстати да. У них фишка в том, что электрическая ёмкость ограничена тупо размерами баков...

Мне в этих штуках нравится тема безмембранности. Я сам, как студент, копаю тему топливных элементов и хотел бы лишить эти штуки мембраны.

[sychbird]

А прямое получение через топливные ячейки не дает мощных источников, требующихся промышленности.
Света в конце тоннеля пока не видно.

Вы в этой теме ни сном ни духом. Давно делаются установки мегаваттной мощности, более того, некоторым даже отдельно установку для реформинга не нужно давать - они метан прямо в своей рабочей камере разлагают...

Для электрометаллургии и алюминиевой промышленности мегаватная мощность это копейки. И еще есть вопрос стоимости.

[КосмоДрон]

К сожалению прогресс в батареях не дает никаких надежд на хранение в потребностях для промышленного применения и для очень больших пиковых нагрузок.
Ничего, кроме закачки в гигантские водные резервуары пока не видно.

В Великобритании изобретен алюминий-воздушный аккумулятор с дальностью пробега более 2000 км. Но его затормозили те, кто вложился в литий-ионные аккумуляторы.
Алюминий-воздушный аккумулятор. Фантастика стала реальностью...


Решили проблему безопасного хранения водорода, но там проблема с высокой ценой топливного элемента, где в катализаторе используется платина.
Новое водородное топливо
Немецкие ученые предложили...
Технология PowerPaste


Изобретен дешевый железо-воздушный аккумулятор с длительностью разрядки в 150 часов, против 10 часов литий-ионных. Но из-за габаритов подходит только для крупных аккумулирующих станций для ВИЭ, особенно для ветряков.
Железо-воздушный аккумулятор

Так что у аккумуляторов уже сегодня есть перспектива.

[КосмоДрон]

И видео:

[Верный Союзник с Окинавы]

А прямое получение через топливные ячейки не дает мощных источников, требующихся промышленности.
Света в конце тоннеля пока не видно.

Вы в этой теме ни сном ни духом. Давно делаются установки мегаваттной мощности, более того, некоторым даже отдельно установку для реформинга не нужно давать - они метан прямо в своей рабочей камере разлагают...

Для электрометаллургии и алюминиевой промышленности мегаватная мощность это копейки. И еще есть вопрос стоимости.

1) Не электрометаллургией едины.

2) Никто не мешает объединить несколько таких установок воедино.

3) https://3dnews.ru/1053587/v-yugnoy-koree-zarabotala-krupneyshaya-v-mire-elektrostantsiya-na-vodorodnih-toplivnih-elementah

80 MWt - как нефиг делать, мощнее многих ТЭЦ.

[Верный Союзник с Окинавы]

Решили проблему безопасного хранения водорода, но там проблема с высокой ценой топливного элемента, где в катализаторе используется платина.

У меня где-то была книга, где описывалась интересная технология запасения водорода - в металле электродов ТЭ...

В угольном электроде содержится никель как катализатор, который действием водорода превращается в гидрид, который при работе и нагреве ТЭ разлагается на никель и водород.

[vlad7308]

Имхо т.н. водородная энергетика - такое же мертворожденное дитя, как биотопливо. Слишком велики потери, на обоих этапах (как производство водорода из электричества, так и обратное преобразование в электричество). Причем потери, насколько я понимаю, теоретически неустранимые (возможно, я тут и ошибаюсь).
Однако может найти применение в узких нишах.

[КосмоДрон]

Но тем не менее развитие водородной энергетики стоит на повестке дня, даже в российском правительстве. Как предполагаю, на начальном этапе для производства водорода думают использовать излишки производства электроэнергии, например, в ночное время. Кроме этого есть другие методы получения водорода.

Вопрос с хранением на основе пасты PowerPaste решили, но массовое использование её в авто пока ограничено из-за высокой цены платины в катализаторе в топливном элементе. Элементарно не хватит платины на многомиллионный выпуск авто и это будут очень дорогие машины. Сейчас ведут поиск замены платины.
А так, замена литий-ионных аккумуляторов на водородные элементы с энергетической точки зрения выгоднее, о чем говорится, например, в видео, расположенному выше.

В интернете много материалов  с рассмотрением этих вопросов и с объяснением принципа преобразования энергии соединения водорода с кислородом в топливном элементе с выработкой электроэнергии для двигателей авто тоже.
Например,здесь:
https://habr.com/ru/post/543702/

Мне кажется, что наиболее интересен алюминий-воздушный аккумулятор, но для его массового использования необходима инфраструктура; сеть, подобных заправочным станциям, где без проблем можно менять аккумулятор на новый. Но его опередили литий-ионные аккумуляторы, для которых уже создана и создается своя сеть станций-зарядок. В это дело вложены миллиарды и не вернув себе эти деньги, менять всю систему инвесторы не хотят, и пускать алюминий-воздушный в свой клуб не желают.

Но рынок живет по своим законам, может алюминий-воздушный пробьется. Кто знает, через несколько лет он начнет получать все большее распространение.

Вообще, здесь сложилась очень интересная ситуация с этими изобретениями. Остается наблюдать, как будут развиваться события. Куда повернется промышленность, какие новые изобретения и открытия будут.

[Верный Союзник с Окинавы]

Имхо т.н. водородная энергетика - такое же мертворожденное дитя, как биотопливо. Слишком велики потери, на обоих этапах (как производство водорода из электричества, так и обратное преобразование в электричество). Причем потери, насколько я понимаю, теоретически неустранимые (возможно, я тут и ошибаюсь).
Однако может найти применение в узких нишах.

Можно использовать носители водорода - аммиак, гидразин и борогидриды щелочных металлов. В ТЭ можно метан/газообразные водороды напрямую конвертировать в водород, используя паразитное тепло и паразитную воду.

[Dulevo]

С водородной энергетикой копаются уже скоро 50 лет будет. 
Еще в 70-ые читал про ее ослепительное будущее.
И пока что не выходит каменный цветок, и особых прорывов не наблюдается.

В морг.

[КосмоДрон]

В морг.

Не только другие страны, но и российское правительство другого мнения. В последнее время все больше говорят или это поветрие такое.

[vlad7308]

Мнение российского правительства в вопросах emerging technologies увы вообще не имеет значения 

[КосмоДрон]

Мнение российского правительства в вопросах emerging technologies увы вообще не имеет значения 

Но забеспокоились, стали говорить где бы и как запустить производство водорода, в частности из углеводородов. Намерены выйти на международный рынок по продаже водорода. Видимо есть четкий прогноз на большую востребованность в мире. Дальше видно будет.

[Плейшнер]

Имхо т.н. водородная энергетика - такое же мертворожденное дитя, как биотопливо. Слишком велики потери, на обоих этапах (как производство водорода из электричества, так и обратное преобразование в электричество). Причем потери, насколько я понимаю, теоретически неустранимые (возможно, я тут и ошибаюсь).

Производство водорода "из электричества" путем электролиза воды -  зеленый водород - действительно дорог.

Речь может идти о голубом водороде - его получают пиролизом того же метана, а оставшийся чистый углерод захоранивают. Такой водород в несколько раз дешевле

[Плейшнер]

Имхо т.н. водородная энергетика - такое же мертворожденное дитя, как биотопливо. Слишком велики потери

Так в этом и суть задуманной Западом энергетической революции:

пусть цена энергии вырастет в несколько раз, но если она вырастет повсеместно и одновременно,
то через некоторое время экономика "устаканится" на новых реалиях.
А чтобы зеленая энергетика не была задавлена "классической", вводится углеродный налог

[Dulevo]

или это поветрие такое.

Поветрие. Очередное.

Сначала на автомобилях пытались внедрить. Даже ездили пробные машинки. Но тут появилась Тесла.

Теперь кому-то из политиков пришла светлая идея что водород - это "чистая" энергия. Выделили деньги.
Наши увидели деньги и выразили желание (поучаствовать в дележе).
Как выделенные деньги кончаться (опять без результатов) - так и очередное оживление закончится.

[КосмоДрон]

Поветрие. Очередное.

Сначала на автомобилях пытались внедрить. Даже ездили пробные машинки. Но тут появилась Тесла.

Отрицать того, что  в использовании водорода может появиться нечто новое - нельзя. Которое окажется действительно выгодным, эффективным, востребованным. Поэтому никаких категоричных и окончательных выводов делать не буду.

Но чистый воздух в городах и странах - совсем не лишнее. Это прежде всего - здоровье населения. А ради здоровья следует и поработать.

[vlad7308]

Имхо т.н. водородная энергетика - такое же мертворожденное дитя, как биотопливо. Слишком велики потери

Так в этом и суть задуманной Западом энергетической революции:

пусть цена энергии вырастет в несколько раз, но если она вырастет повсеместно и одновременно,
то через некоторое время экономика "устаканится" на новых реалиях.
А чтобы зеленая энергетика не была задавлена "классической", вводится углеродный налог

1. а зачем?
2. Почему "Запад" - вроде бы пока почти весь шум про водородную энергетику идет из Европы?