Solar: Jean Luc Perrier, solare Wasserstofferzeugung

12.2 WASSERSTOFF (Das saubere Öl von morgen) (1)

Wasserstoff liegt bei Raumtemperatur gasförmig vor, bei Temperaturen unter -253 °C ist er flüssig (LH2);
Sein Energiewert bei konstantem Druck: 34 Kcal im Vergleich zu 000 Kcal für ein Erdölprodukt (Benzin, Heizöl), führt beispielsweise in der Luftfahrt zu einer erheblichen Gewichtszunahme, aber einem größeren Volumen.

Wasserstoff ist nicht giftig, er ist einer der am weitesten verbreiteten einfachen Körper in der Natur.
Die Leichtigkeit von Wasserstoff (15-mal leichter als Luft: Dichte 0,0695 im Vergleich zu Luft) führt zu einer schnellen Evakuierung etwaiger Lecks und damit zu einem geringeren Risiko. Wir werden die Sicherheit später im Detail analysieren.

Wasserstoff hat eine siebenmal höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft und wird daher zur Kühlung großer Generatoren eingesetzt; PH2 ist diamagnetisch (Abstoßung durch einen Magneten), halb so viskos wie Luft und entzündet sich spontan ab 585 °C
(540°C für Methan und nur 228 bis 471°C für Benzin).

Im Gegensatz zu vielen Gasen erwärmt sich Wasserstoff, wenn er sich sehr schnell ausdehnt.

H2 wird kommerziell verkauft (Sté l'Air-Liquide, La Carboxyde Française), in Flaschen unter Druck bei 196 bar im gasförmigen Zustand in drei Kategorien: H2 Typ R mit einer Rate > 99,95 %; H2 Typ U mit einem Anteil > 99,995 %; H2 Typ N55 mit einem Anteil > 99,9995 % und Industriewasserstoff.

Die ersten beiden Kategorien sind auch in 270-m3-Rahmen oder 2-m000-Aufliegern mit 3 Stangen erhältlich. Flüssiger Wasserstoff (LH196) ist in 2-, 5- bis 10-Liter-Behältern mit drucklosem Stickstoffschutz, in 100-Liter-Tanks mit 800 oder 2,9 bar oder in 10-Liter-Sattelaufliegern mit 10 bar erhältlich.

(1) Durch katalytische „Reformierung“ eines Kohlenwasserstoffs; Derzeitige Lösung, die weltweit 20 Millionen Tonnen Wasserstoff pro Jahr liefert, aber sie ist teuer und für die Zukunft irrelevant, da sie zu Beginn Öl erfordert ...

(2) Durch Biosynthese: Die Ausbeuten sind gering, aber Studien sind im Gange.

(3) Durch Elektrolyse von Wasser mit Elektrosolarstationen.

a) Elektrolyse durch Membranen, durch die die Ionen in einem sauren Medium ausgetauscht werden.

b) Elektrolyse bei niedriger Temperatur in alkalischem Medium.

Derzeit werden in der Industrie Elektrolyseure eingesetzt, die 750 m3 Wasserstoff pro Stunde produzieren können: Intensität 6 Ampere, Spannung 600 Volt.

Feige. 2. Druckelektrolyseanlage für 5 m100 N/h Wasserstoff. (Dokument Lurgui).



Feige. 3. Anordnung der Druckelektrolysezellen. (Dokument Lurgui).



Der Energiebedarf beträgt 4,3 bis 4,7 kWh pro produziertem M, was einem Umwandlungswirkungsgrad von 50 % entspricht.

Bereits 1948 gelang es der Firma Lurgi (1), industrielle Elektrolyseure zu bauen, die Wasserstoff mit einem Druck von 33 bar erzeugen konnten, was sehr oft auf eine nachträgliche Verdichtung, wie sie bei der üblichen Elektrolyse notwendig ist, verzichtet.

Was die Amerikaner (General Electric Company (2)) betrifft, planen sie um 1985 den Bau von Elektrolyseuren mit 5-MW-Modulen für Projekte von 100 MW und mehr, um dank Kernkraftwerken oder großen Solaranlagen (auch wenn diese beiden Sektoren gelten) Wasserstoff zu produzieren Einige scheinen dagegen zu sein, das gleiche Ziel wird angestrebt.)

CHEM System Inc, 747 Third Avenue New York bietet ab sofort eine Elektrolysestation mit einer Leistung von 506 MW an.

EDF plant 444-MW-Elektrolyseure, um den „Nebenlaststrom“ von Kernkraftwerken zu nutzen, die nicht täglich abgeschaltet werden können.

c) Elektrolyse von Wasserdampf bei 850 °C mit Festelektrolyt, die Ausbeute beträgt 60 bis 80 % und könnte nach Angaben der General Electric Company (USA) und des Batelle-Instituts in Genf (Schweiz) 90 % erreichen.

90 % davon haben wir durch die Rückgewinnung der Wärme aus der Elektrolyse unserer Solarstation gewonnen.

Bei einem solchen Prozess ist eine Solaranlage in der Lage, Wasserdampf zu erzeugen, um einen Turbogenerator anzutreiben, der dank eines Konzentrators den für die Elektrolyse benötigten Strom und die Temperatur von 850 °C erzeugt.

d) Pyrokatalyse von Wasser: Dies ist die direkteste Methode zur Zersetzung von Wasser bei mittlerer Temperatur.

(4) – Durch Vergasung von Kohle

Nach der Erschöpfung der Kohle ist dieser Prozess möglicherweise auf lange Sicht nicht zu rechtfertigen, aber er ist in der Lage, Wasserstoff und Methanol (CH3OH) zu produzieren, deren Heizwert 5 Kcal pro kg beträgt.

(5) – Durch direktes Wassercracken (Thermolyse bei 2 °C)

Ein Solarreaktor ist in der Lage, Wasserstoff direkt zu erzeugen, aber die Beständigkeit der Materialien gegenüber einer solchen Temperatur und die Wasserstoff-Sauerstoff-Trennung bereiten Probleme.

(6) – Durch thermochemische Zersetzung

Es wurden mehr als 2 Zyklen identifiziert; Wir haben bereits denjenigen zitiert, der Eisenoxid als Katalysator verwendete.

Im Euratom-Zentrum in Ispra (Italien) wird aktiv geforscht.

Frau Hardy, Herr De Beni und Marchetti gelang es, Wasser bei 750 °C durch den folgenden Zyklus zu zersetzen:

Ca Br2 + 2 H20 - Ca (OH)2 + 2 HBr bei 730°C Hg + 2 HBr - Hg Br2 + H2 / bei 250°C Hg Br2 + Ca (OH) - Ca Br2 + HgO + H20 bei 200°C HgO — Hg + 1/2 02/

(Ausbeute 55%)

Ebenso an der Universität Aix la Chapelle, am Kernzentrum Julisch in Deutschland oder bei Gaz de France mit dem Kaliumkreislauf:

K2 02 + H20 - 2 KOH + 1/2 02 / bei 150°C 2 KOH + 2 K - 2 K20 + H2 / bei 700°C 2 K20 - K202 + 2 K bei 1000°C

In den Vereinigten Staaten: General Electric, Atomics International, Gulf General Atomics, Institute of Gas Technology und Allison Division der General Motors Company mit der Formel:

Cl2 + H20 - 2HC1 + 1/2 02 bei 700 - 800 °C 2 HC1 + 2 VC12 - 2 VC13 + H2 bei 100 °C

4 VCb - 2 VC12 + 2 VC1„ bei 700°C

2VCi„ - 2VC13 + Cl2 bei 100°C

Gegenwärtig erhalten wir noch bessere Ergebnisse als diese drei Formeln, indem wir die Elektrolyse mit der Thermochemie verbinden. Dies ist ein weiterer Aspekt, der zeigt, dass eine Solarstation vielseitig und ein echter „solarer elektrochemischer“ Komplex sein muss.

Herr A. Vialaron, Direktor des „PIRDES“-Programms am CNRS in Toulouse, glaubt, dass die Hybridzyklen (thermo- und elektrochemisch) der Wasserzersetzung von Interesse sind und teilt uns mit, dass Westinghouse (USA) und EU-RATOM (Europa) Arbeit an einem Zyklus der Wasserzersetzung durch Elektrolyse, verbunden mit einem Oxidations-Reduktions-Zyklus.

In den meisten dieser Verfahren liegt die Absicht, Wasserstoff aus der Hitze eines Kernreaktors ohne den Einsatz von Elektrizität herzustellen. Ein Projekt von GDF und CEA betrifft die Produktion von 48 Tonnen Wasserstoff pro Stunde dank eines 3-MW-Kernkraftwerks, gekoppelt mit einem Kaliumkreislauf. Aber wir stoßen ernsthaft auf das Problem des Materialverhaltens und der Sicherheit ...

Andererseits kann ein Solarreaktor bei 1 °C betrieben werden, ohne auf die zahlreichen Wärmetauscher angewiesen zu sein, die zur Gewährleistung der Sicherheit erforderlich sind, wenn die Wärmequelle nuklear ist, insbesondere da giftige, ätzende oder explosive Produkte wie Kalium verwendet werden.

Ein Ziel der Solarstation in Atlanta (USA) ist es auch, mit Methoden zur Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu experimentieren.

Andererseits müssen bei den thermochemischen Reaktionen die Körper dort recycelt oder für andere Anwendungen nutzbar gemacht werden.

(7) Künstliche Photosynthese.

Obwohl die Lösung einfach ist, wie wir in Kapitel 7 gesehen haben, sind die Erträge im Infrarotspektrum recht niedrig.

Beim CEA in Saclay, MM. Guillemot und Bourrasse haben gute Ergebnisse erzielt, indem sie ultraviolette Strahlen zu 90 % in Wasserstoff umwandelten, aber ultraviolette Strahlen machen in der Sonnenstrahlung nur einen geringen Anteil aus. Es ist nicht ausgeschlossen zu glauben, dass radioaktive Strahlung mit kürzeren Wellenlängen als die ultraviolette Strahlung gewinnbringend Wasserstoff erzeugen kann.

Am California Institute of Chemical Technology in Los Angeles, einem auf Rhodium basierenden chemischen Produkt, das Sonnenstrahlung direkt in Wasserstoff umwandelt, wird weiterhin nach einem anderen Metall als Rhodium geforscht, da es sehr teuer ist und zur Gruppe VIII (Kobalt, Nickel, Platin) gehört ).

(8) Herstellung von Wasserstoff durch Radiolyse mit einem Laser.

Die Zersetzung von Wasser erfolgt in einer sehr komplexen Apparatur bei einer Temperatur zwischen 260°C und 285°C, einem Druck von 65 bis 70 bar und einem durchschnittlichen Neutronenfluss von 2,5 x 10'2, mit einer Geschwindigkeit von mehr als 1 MeV /cm2 Sek. beträgt die Laserversorgungsleistung etwa 100 MW.

Diese Lösung erscheint wirtschaftlich, ist aber zu lang, um sie zu beschreiben (Seiten 177 bis 201, IAHE, Band 3, Nr. 2, 1978, IRT Corporation).

(9) Produktion von H2 durch Cracken von Ammoniak.

Es ist möglich, dieses Gas in Wasserstoff und Stickstoff zu trennen, aber im Allgemeinen ist es der umgekehrte Vorgang, der bei der Herstellung stickstoffhaltiger Düngemittel durchgeführt wird (37 Millionen Kubikmeter H2 in Amerika im Jahr 1973).

(10) Ofengastrennung.

Nach dem Waschen mit flüssigem Stickstoff enthalten diese Gase 80 bis 90 % H2, diese Methode ist üblich.

Theoretischer maximaler Produktionswert

Unabhängig vom Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff aus Wasser und unter der Hypothese, wo die Anlage unter den günstigsten Bedingungen aufgestellt würde, wie zum Beispiel in der nördlichen Wüste Chiles, wo es 1 mm Regen und 364 Sonnentage pro Jahr gibt, würden wir es tun haben eine Produktion von 800 m3 Wasserstoff pro m2 und Jahr, also für ein Quadrat von 10 km auf jeder Seite: 80 Milliarden m3 oder 30 Millionen TOE pro Jahr.

Da es leider unmöglich ist, eine Ausbeute von 1, sondern logischerweise von 0,5 oder sogar 0,2 zu erhalten, können die vorherigen Mengen durch 2 oder 5 geteilt werden.

Feige. 4.- Das Eisen-Titan-Legierungshydrid ist eine chemische Verbindung, die Wasserstoff enthält: Eine einfache Möglichkeit, den Tank eines Fahrzeugs zu füllen. (Dokument Billings Energy Corporation USA)

Diese Art von „Schwamm“ besteht aus Kobalt, Nickel und einer Verbindung seltener Erden: Lanthan, Neodyn.

1 dm3 Titanhydrid speichert 1 Liter H690. Derzeit wird viel geforscht und zeigt erste Erfolge: bei Batelle in Genf, am Brookhaven National Laboratory (USA) mit einem Titan-Eisen-Wasserstoff-Gemisch, bei Philips in Holland: Lanthan-Eisen-Wasserstoff; In diesen beiden Fällen beträgt die Kapazität 2 cm180 Wasserstoff bei einem Druck von 3 bar pro Gramm Legierung.

In Japan: Das MATSUSHITA Industrial Research Institute hat kürzlich eine Legierung auf Basis von Titan, Zirkonium, Chrom und Mangan entwickelt, die in einem Lichtbogenofen unter Argon gewonnen wird; Die Speicherkapazität beträgt 200 cm3 H2 bei 30 bar pro Gramm Legierung, der Preis beträgt 3 Yen/Gramm.

Zu diesem Thema gibt es über 20 Patente.

Die Speicherung von Hydriden stellt kein größeres Problem dar als die von Heizöl oder Benzin im Tank eines Fahrzeugs.

Der Aufbau ist völlig anders, sodass die Wärme des Motors das Hydrid aufheizen kann.

Der Investitionspreis für Hydrid variiert zwischen 20 F und 130 F pro Kilogramm bei einem H2-Gewichts-/Masseverhältnis zwischen 3,5 (Mg2 Ni Hj4) und 12,7 (LiH).
Das Hydrid ist eine Art zweiter Tank, dessen Preis keine Rolle spielt, da es sich um eine Art Lagerstätte handelt.

Im Jahr 1979 entsprachen 100 kg LiH 61 Liter Benzin. (Eine sehr wichtige Studie zu diesem Thema: Seiten 411 bis 442 von J. Donnely, WC Greayer, J. Nichols von der Aerospace Corporation California, WJD Escher bzw. E. Ecklund von Escher Technology A. St. Johns, Michigan und dem US Department of Energy, Washington IAHE Band 4 Nr. 5 – 1979.

Ref: Französisches Erdölinstitut (IFP)

1 und 4 Av. du Bois Préau 95502 Rueil-Malmaison.



Feige. 4a. — Brennstoffzelle vom Typ PC1I „Pratt und Whitney“. Leistung 12,5 kW, versuchsweise an das Hydro-Québec-Netzwerk gekoppelt.



VERWENDUNG VON WASSERSTOFF

1) Beheizung der Räumlichkeiten: Dank eines Gaskessels, der das ergänzt, was Solarenergie am Einsatzort nicht liefern konnte (zusätzliche Beheizung von Solarhäusern).

Das städtische Gasnetz in Paris enthält 50 % H2.

Viele Industrielle, die ihre Kesselbrenner für die Verwendung von Erdgas umgerüstet haben, können sich sehr leicht auf H2 umstellen, was die Lebensdauer der Geräte erhöht.

2) Strom

Dank einer Brennstoffzelle (wir dürfen nicht vergessen, dass Wasserstoff ein Metall ist, das sich in einer Trockenzelle auf die gleiche Weise „zerfrisst“ wie Zink, jedoch mit dem Unterschied, dass es durch die Zugabe von mehr Gas leicht erneuert werden kann) Strom mit einem Wirkungsgrad von 40 bis 80 % erzeugt werden.
Laut Pratt und Whitney in Hartford (USA) einer der bestplatzierten Hersteller der Welt und im Einvernehmen mit dem amerikanischen „Target“-Programm, das von rund dreißig Gasunternehmen finanziert wird. (Bild Abb. 4 bis).

Im Jahr 1802 entdeckten Davy und Grove im Jahr 1839 die Reversibilität der Elektrolyse von Wasser; Heute beträgt die spezifische Leistung von Brennstoffzellen 500 Watt pro kg gegenüber 5,4 W/kg im Jahr 1965.

Bei den von Alsthom hergestellten Hydrazin-Brennstoffzellen liegt die spezifische Leistung bei über 1 Watt pro kg.

Allerdings beträgt die spezifische Leistung eines Pkw-Motors durchschnittlich 350 Watt pro kg, was den Vergleich unter Berücksichtigung des Gewichts des Elektromotors und des Hydridtanks ermöglicht.

Überall dort, wo wir Strom brauchen, kann die Brennstoffzelle, deren Leistung mehrere Megawatt erreichen kann, große Dienste leisten: Notstromanlage in Unternehmen, die Computer einsetzen, Generator ohne Hitze und Lärm, was für das Militär ein offensichtliches Interesse ist.

Aufgrund der Verwendung eines seltenen Metalls, Platin, scheint es schwierig zu sein, die Brennstoffzelle zu verallgemeinern. Wir können uns das Verfahren von Professor Justi nur vorstellen, bei dem Nickel verwendet wird, aber unter Druck stehende Gase erforderlich sind. Der Generator liegt nicht mehr in der Verantwortung einzelner Anlagen.

Trotz eines bisher recht begrenzten Marktes schwankt der Preis für Brennstoffzellen zwischen 250 und 1000 F pro installiertem Kilowatt, was mit kleinen Stromerzeugern mit Verbrennungsmotor konkurrenzfähig ist.

3) Metallurgie

So wie Kohle ein Metalloxidreduzierer ist, so ist auch Wasserstoff ein Stoff, der bereits in Mexiko bei ARMCO und in Projekten in Japan eingesetzt wird.

4) Chemie:

Für die Synthese von Ammoniak, dessen Nutzen in der Herstellung von Düngemitteln besteht, für die Herstellung von Methanol (in Verbindung mit Kohlenstoff und Sauerstoff, da seine Formel CH3OH ist) und das ein ausgezeichneter Kraftstoff für den Fahrzeugstrom ist.
Zwei Liter Methanol entsprechen einem Liter Benzin.

5) Essen.

Wasserstoff kann in Form von Proteinen in „Hydrogen-Nomonas“-Hefen zur Tierfütterung eingesetzt werden.

H2 wird zur Hydrierung von Ölen und zur Herstellung von Margarine verwendet.
Der Bedarf für diesen Sektor in den USA lag 10 bei 3 Millionen m1973 und wird 20 bei 1980 Millionen liegen.

6) Glas-, Stahl-, Elektronik-, Erdöl- und andere Industrie.

Die Verbrennungstemperatur von H2 und seine Ausbreitungsgeschwindigkeit (niedriger als die von Acetylen) werden für die Verarbeitung bestimmter technischer Gläser genutzt, beispielsweise für die kontinuierliche Herstellung von Eis unter einer H2-Stickstoffatmosphäre (in Boussois).

Mit H2 können Sie Stahl unter Wasser, Gusseisen und Edelstahl schneiden.
Schweißen Sie Chrom-, Mangan- und Titanlegierungen, ohne das sogenannte „Atomwasserstoff“-Schweißen (das nicht radioaktiv ist) zu vergessen.

In der Elektronik möchten wir auf die Verarbeitung von Sperrschichtdioden unter einer Stickstoff-Wasserstoff-Atmosphäre hinweisen.

Um Schwefel aus Erdölprodukten zu entfernen, verwenden Raffinerien H2 (115 Millionen m3 im Jahr 1980 in den USA).

Bei der Herstellung von Gummi, der Kühlung großer Lichtmaschinen und dem Aufblasen von Beobachtungsballons (CNRS, CEA, CNET, CNES) wird die Rückkehr von mit Helium aufgeblasenen Luftschiffen zum Transport von Lasten von bis zu 500 Tonnen in Betracht gezogen.
Der Ingenieur Nazare ist der Autor eines Patents zu diesem Thema. In den Blasenkammern (z. B. „Mirabelle“, der größten der Welt, die von der CEA an die UdSSR geliefert wurden) wird Wasserstoff problemlos verwendet.

7) Fahrzeugkraftstoff.

— In Hydrid- oder Pulverform: 100 kg Hydride entsprechen 61 Liter Benzin. Bei einem Fahrzeug mit einem Gesamtgewicht von 1 kg beträgt die Reichweite 080 km.

— In komprimierter Form in Stahltanks: Reichweite 200 km, wie insbesondere im Südwesten mit Gas betriebene Fahrzeuge
(Abb. 5 und 6).

Die Stadt St. Etienne beschloss im Juli 1979, ihre 170 Servicefahrzeuge, die 160 Liter Super pro Jahr verbrauchen, schrittweise mit Benzin auszustatten.
Die Stadt Nantes trifft im Oktober die gleiche Entscheidung, viele andere folgen dieser Idee schnell.

Der Gasmotor ist nicht nur der Fortbewegung vorbehalten, denn die Stadt Rennes nutzt seit 1977 Klärgas, um die Motoren anzutreiben, die den für die Kläranlage benötigten Strom erzeugen.
Die dadurch erzielte Einsparung beträgt 450 Tonnen Heizöl pro Jahr.
Durch die Verallgemeinerung des Verfahrens sollten 1985 in Frankreich 20 Tonnen pro Jahr eingespart werden.

All diese Anpassungen an Gas zeigen, wie sehr sie den Weg für das Wasserstoffzeitalter ebnen.

— In flüssiger Form für regelmäßige Fahrten wie Stadtverkehr, SNCF usw. denn sonst würde es durch die Erwärmung bei längerem Parken zu einer Verdunstung von H2 kommen.

Feige. 5.— Die Ausrüstung eines Fahrzeugs mit Erdgas wird bereits in Frankreich (50 Einheiten) und in vielen europäischen Ländern praktiziert: Holland, Italien (000 Einheiten).
(Dokument Sic» Liquid Air).





Feige. 6. – Verteilerstation für Flüssigerdgas Aux Quatre Pavillons (Nordausgang von Bordeaux).
(Foto J.-L. Perrier).



7.1) . Mercedes-Daimler-Benz Fahrzeuge (Abb. 7, 8, 9).

Sehr wichtige Studien haben zur Realisierung mehrerer Fahrzeuge geführt, die mit Benzin und Wasserstoff aus Hybridtanks betrieben werden, die Hydrid enthalten, wie zum Beispiel Abbildung 10.

Mit 200 kg Mg-H2-Hydrid, das 16 kg H2 speichert, also das Äquivalent von 77 l Benzin, und 20 l Benzin konnten mit einem Fahrzeug 600 km zurückgelegt werden

2 400 kg.
Dies ist im Vergleich zum Verbrauch vergleichbarer Maschinen, etwa dem des J7-Transporters (bis zu 17 l pro 100 km), zufriedenstellend.

Feige. 7. – Wasserstoff-Minibus aus Hydriden.
(Dokument freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Drs. Buchner und Saüfferer)



Erlauben Sie uns an dieser Stelle, Herrn Dr. Buchner und Herrn Dr. Saufferer, Leiter des Wasserstoffprogramms bei Mercedes, Mitglieder der IAHE, für die zahlreichen freundlicherweise zur Verfügung gestellten Dokumente zu danken. (Ein 22-seitiger Artikel unter dem Titel: The Hydrogen hydride Energy Concept, erschien in Band 3 Nr. 4 – 1978 IAHE).

Aus diesen Dokumenten (53 Seiten, 21 Fotos) extrahieren wir gerne auch Abbildung 11, die zeigt, wie das Haus „alles Wasserstoff – Autotreibstoff“ perfekt existieren kann.

1. Hochtemperatur-Hydridspeicher, beheizt durch Abgase (Zusatzheizung)
2. Niedertemperatur-Hydridtank, erhitzt durch Abgase (Kondensation)
3. Niedertemperatur-Hydridtank mit Flüssigkeitswärmetauscher (Klimaanlage).
Feige. 8.— Anordnung der 3 Hydridtanks bei unterschiedlichen Temperaturen.
Die Wärme des Motors erhitzt das Hydrid, wodurch H2 freigesetzt wird.
(Dokument freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Drs. Buchner und Saüfferer)

Feige. 9. – Wasserstofffahrzeug, angetrieben von einem Hybrid-Hydrid-Benzin-Tank.
(Dokument freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Dr. Buchner und Saüfferer. Mercedes)

Feige. 11. – Speicherung von Wasserstoff in einem Hydrid für die häusliche Energie und die des Fahrzeugs.
Dokument mit freundlicher Genehmigung von Dr. Buchner und Saüfferer, Mercedes.)

Feige. 10. – Hydridtank des in Abb. beschriebenen Autos. 9.
(Dokument freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Dr. Buchner und Saüfferer, Mercedes).



7.2) . Das Fahrzeug der Billing.s Corporation (Abb. 12).

In der Stadt Provo sind mehrere Minibusse für 21 Passagiere im Versuchsbetrieb.
Der 7-cm³-Dodge-Motor wird mit H200 aus einem Ti-Fe-Hydridtank und Wassereinspritzung betrieben.

Eine Rentabilitätsstudie mit 100 Minibussen, die täglich 480 km zurücklegen, zeigt, dass wir ab dem 1. Jahr 5 Dollar einsparen; Über einen Zeitraum von 000 Jahren kostet der Transport mit H5 2-mal weniger als mit Benzin (und unter Berücksichtigung der Anpassungsarbeiten).



Feige. 12. – Amerikanisches Wasserstoff- und Wasserfahrzeug (Hubraum 7 cm200). (Dokument Billings Energy Corporation USA).

Die Studie von Billings zeigt, dass die Differenz zwischen dem Anstieg des Benzinpreises und dem Rückgang des H2-Preises (0,9 in 74) im Jahr 1,69 1985 betragen wird, was beweist, dass die angekündigte Rentabilität in den nächsten 2,27 Jahren über 20 liegen wird.
Dann kommt es gar nicht erst auf einen Preisvergleich an, es wird zwar Benzin knapp, aber nicht bei H2(l).

Vergleich der mechanischen Wirkungsgrade eines Motors:
Wasserstoff 33 %
Methanol 28 %
Benzin 25 %
Strom 80 % (für ein Fahrzeug)

(1) Im Januar 1980 brachte Billings den Chrysler Omnis (das US-Äquivalent des Talbot Horizon) auf den Markt, der mit einer Benzin- oder Wasserstoffversorgungseinrichtung ausgestattet war, indem einfach ein Knopf am Armaturenbrett betätigt wurde.

Der Wasserstoffgenerator wird mit dem Auto verkauft und wie ein Elektrofahrzeug an 220 V angeschlossen, aber die Leistung in Bezug auf Leichtigkeit, Zuverlässigkeit, Reichweite (170 km) und Geschwindigkeit (130 km/h) verleiht dem Fahrzeug gegenüber H2 einen technologischen Vorsprung.
Billings Energy Corp. wird demnächst Anpassungskits auf den Markt bringen.



Doch derzeit ist die Speicherausbeute kaum günstig für den Strom.

Wasserstoff 95 % Methanol 95 % Strom 49 % (Batterien).

Hydrid 90 % Benzin 95 %

7.3). JL Perrier(l) Fahrzeug (Abb. 13, 14)

Feige. 13. – Das Wasserstofffahrzeug von J.-L. Perrier vor dem Solarkonzentrator, der Wasserstoff produziert.

(Foto J.-L. Perrier und J.-M. Boullet).



(1) Der Presse am 19. Januar 1979 vorgelegt. Ref. : La Nouvelle République, Ouest France, ab 20., 21. Januar, Le Courrier de l'Ouest ab 20., 21. und 23. Januar, L'Aurore ab 28. Januar, Solaire Magazine ab 3. April, Ocean Press ab 10. Mai, Science et Vie vom Juni 79, L'Express vom 4. August, Sud-Ouest: (einwöchige Serie Ende Dezember 79) usw.
Fernsehübertragungen 3,5 Min.: 16. März FR3 und 20. Juni A2. Auf dem internationalen Kongress an der University of Miami (Florida, USA) am 16. und 17. April 1979 im Hauptquartier der IAHE wurde eine Mitteilung zu diesem Fahrzeug gemacht, die zu einem Artikel im International Review for Hydrogen, Seiten 444, 445, führte , Band 4 Nr. 4, 1979.

Präsentiert im Poitiers Museum mit einer Vorführung auf dem Place de l'Hôtel de Ville am 23. Januar 1980 dank der Freundlichkeit des Museumskurators, Monsieur De Litardière, der Professoren Bauer und Brochet, vieler anderer Persönlichkeiten und der Hilfe des Departements Direktor für Jugend, Sport und Freizeit in Vienne.

Präsentiert auf der Pariser Messe vom 26. April bis 3. Mai 1980 dank der effektiven Hilfe von M. Fougeron, Aktionskomitee für die Sonne, 7, rue du Laos, 75015 Paris, und im Auto-Journal Nr. 1117 vom 17. Mai , 1980.

Feige. 14.— Die Wasserstoffversorgungskreise sind durch Kreise gekennzeichnet. H2-Motor

J.-L. Perrier.



(Foto J.-L. Perrier und J.-M. Boullet).

Die Absicht des Autors bestand darin, zu beweisen, dass Solarenergie nicht nur ein Heizmittel ist, sondern auch ein Mittel, um Wasser in Wasserstoff umzuwandeln und ihn direkt als Kraftstoff zu verwenden oder Methan und Methanol zu erzeugen, die ebenfalls Kraftstoffe sind.

Dieses Fahrzeug ist eines der ersten, das 1979 in Frankreich mit reinem Wasserstoff betrieben wird.

Die Adaption verfügt über verschiedene Kreisläufe mit unterschiedlichen Drücken, um den H2 über drei Rohre in die Venturidüse des Vergasers zu bringen.

Während der Tests und um den schlechten Ruf des Wassermotors zu zerstreuen, dessen Urheber Perrier trotz seines Namens nie war, verwendete er gasförmigen Wasserstoff, der von der Société l'Air Liquide gekauft wurde, die einen Auftrag vergab. Auf diese Weise konnte die Natur der von JLP, einem Mitglied der International Association for Hydrogen Energy (IAHE), verwendeten Gase nicht in Frage gestellt werden.

Ein halbes Jahr später stellt JL Perrier auf seiner heliotechnischen Station mithilfe eines thermodynamischen Kreisprozesses selbst H2 her und erreicht damit eine Weltneuheit, die im 4. Teil dieser Arbeit beschrieben wird.

7.4) . Fahrzeug mit flüssigem Wasserstoff (Abb. 15)

Der in 210 Monaten mit flüssigem H4 ausgestattete Datsun B 2 verfügt über einen 230-Liter-Tank mit einem Druck von 5 Bar, der im Falle einer Kollision einer Verzögerung von 10 g standhält.

Dieses Fahrzeug hat eine Reichweite von 650 km, seine Geschwindigkeit liegt zwischen 80 und 88 km/h. Der Dauertest über 2 km zeigte die einwandfreie Funktion des modifizierten Motors (zusätzliche H781-Einspritznockenwelle).

Die japanischen Forscher Furuhama, Hiruma und Enomoto kamen am Ende eines 21-seitigen Berichts (Band 3-1 1978 IAFIE) zu dem Schluss, dass der Transport von H2 kein nennenswertes Sicherheits- oder Betriebsproblem darstellt und die Umweltverschmutzung sehr hoch ist sehr niedrig.

Feige. 16. – Fahrzeug mit flüssigem Wasserstoff (vorgestellt am 9).
(Dokument freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Dr. Y. Enomoto, Tokio)

Die IT-Forscher von Misashi glauben, dass die Versorgung von Fahrzeugen mit Flüssigwasserstoffkassetten eine gute Lösung für die Zukunft ist.

Am 9. März präsentiert die Musashi IT der Presse einen Suzuki 550 (Abb. 16), dessen Geschwindigkeit 120 km/h erreichen kann, immer noch bei H2.
Das haben wir aus einem Artikel im Herald Tribune vom 10.3.79 erfahren, der freundlicherweise vom amerikanischen Journalisten Mark Antman übermittelt wurde.

In seiner Presseerklärung drückt Herr Enomoto sein Bedauern darüber aus, dass er dieses Fahrzeug nicht auf den Straßen Japans testen konnte. (Beachten Sie, dass der Test mit dem Datsun B 210 in den USA zwischen Bellingham, Los Angeles, Santa-Cruz und Santa Barbara durchgeführt wurde).

Zusätzlich zu den vielen Fotos, die unser Kollege von der IAHE mit der Erlaubnis zur Verbreitung geschickt hat, wofür wir ihm danken, war Dr. Y. Enomoto so freundlich, uns über die siebenseitige Mitteilung zu informieren, die dem XV. Internationalen Kongress für Kältetechnik in Venedig vorgeschlagen wurde (7.-23. September 29) unter dem Titel „Flüssigwasserstofffahrzeug mit Zweitakt-Einspritzmotor und Fremdzündung.

Diese Lösung hat viele Vorteile, darunter:

— Geringe Kompressionsarbeit durch den Einsatz der Flüssigwasserstoffpumpe.

— Überhitzte Teile des Motors können durch H2 mit niedriger Temperatur gekühlt werden.

— Die Druckenergie des eingespritzten H2 und seiner Verdampfung (42 % zusätzlich zum Volumen der Ausgangsmischung) kann in nutzbare Energie umgewandelt werden.

Obwohl die Langlebigkeit der Einspritzdüsen und der Flüssigkeits-H2-Pumpe noch bewiesen werden muss, gehen japanische Forscher davon aus, dass der Zweitaktmotor mit Kraftstoffeinspritzung der beste für Wasserstoffautos ist.

7.5) . Der Wasserstoff-Dieselmotor

Die Forscher HS Homan von der Princeton University, WJ Me Lean von der Cornell University in Ithaca und RK Reynolds von Jet Propulsion in Pasadena in den USA experimentierten mit einem D 399-Dieselmotor der berühmten Marke Caterpillar, indem sie Einspritzdüsen an das Wasserstoffgas anpassten. Das Verdichtungsverhältnis: 29 reicht aus, um eine Selbstentzündung (927 °C) auszulösen.
Da der Dieselmotor in Industriemaschinen weit verbreitet ist, ist die Anpassung an H2 hier von noch größerer Bedeutung.

(Referenzen: 11 Seiten im englischen Band 4 Nr. 4 – 1979 IAHE, dem diese Forscher auch angehören).

Landwirtschaftliche Betriebe können das durch Fermentation aus Gülle und Gemüseabfällen erzeugte Methan, aber auch Wasserstoff nutzen.

7.7) . Verschiedene Beobachtungen zu H2-Motoren.

Die Umstellung eines gewöhnlichen Motors auf Wasserstoff ist ziemlich heikel, der Beweis ist realisierbar, aber wie bei jedem Prototyp mit einem erheblichen Aufwand verbunden.
Die detaillierte Beschreibung aller Geräte würde mehrere tausend Seiten erfordern (der Leser kann die zahlreichen Bücher von der IAHE beziehen, die von Pergamon Press (Oxford, New York, Frankfort) vertrieben werden). Einige kosten bis zu 600 Dollar oder etwa 3 F.

Zusammengefasst ist der H2-Motor 30 % leistungsstärker als der Original-Benziner, seine Leerlaufdrehzahl ist aufgrund des hervorragenden Gas-Luft-Gemisches auf Wunsch sehr niedrig. Beim Anlassen kommt es nicht zu einer „Wäsche“ der Zylinder wie beim Anlasser, die für einen Benzinüberschuss verantwortlich ist.
Die Schmierung ist dadurch besser, es muss jedoch ein flüssigeres Öl mit 10 SAE weniger gewählt werden, da es unter der Einwirkung von H2 zur Verdickung neigt.
Der Motor hat eine längere Lebensdauer, wie im Fall von Flüssigerdgas-LNG- oder LPG-Motoren mit Butan-Propan.

Feige. 17. – Herr Georges Romney, ehemaliger CEO von American Motors Office und Gouverneur von Michigan, und Herr Roger Illings auf einem wasserstoffbetriebenen Jacobsen-Traktor.
(IAHE-Dokument)

Der H2-Motor ist nicht umweltschädlich, er stößt kein Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid aus und nur 40-mal weniger Stickoxide (Lachgas).
Die Hauptfreisetzung im Abgas ist Wasserdampf; beispielsweise das zunächst verwendete Wasser bei seiner Zersetzung im Elektrolyseur.
Damit der Leser beruhigt ist, besteht keine Überschwemmungsgefahr auf den Straßen, was aus dem Auspuff kommt, sieht genauso aus wie bei Benzin.
Es ist wirklich herzzerreißend zu hören oder zu lesen, dass der Wasserstoffmotor die Straßen nass machen wird, dass verstärkte Scheibenwischer benötigt werden, warum nicht auch Propeller für Fahrzeuge, etwa auf Booten?

Die Berechnung ergibt, dass ein Auto mit 8 bis 9 PS 0,2 Liter Wasser pro Kilometer oder etwa 1 Tropfen Wasser pro zurückgelegtem Meter in Form von Dampf ausstößt. Auch Benzinmotoren und Flugzeugreaktoren (weiße Streifen) setzen Wasserdampf frei.

Der Autohersteller Ford unterzeichnete 1972 einen weltweiten Exklusivvertrag mit Philips für einen wasserstoffbetriebenen Stirlingmotor.

Régie Renault setzt die Tests an einem 1-cm³-H300-Motor fort.

Dank der Talente von MM war 1945 ein Saurer 1918-Lastwagen am H2 in der Region Saumur im Einsatz. Hubault und Dubled.

Christian Reithmann baute 1858 in Monaco einen H2-Motor, den er dann auf Leuchtgas umstellte.

Die Anpassung des Kolbenmotors ist von großer Bedeutung, um Produktionslinien oder bestehende Fahrzeuge nicht zu reformieren.
Aber in relativ naher Zukunft ist es möglich, dass die Brennstoffzelle (Gesamtwirkungsgrad 50 %) in der Lage sein wird, in den Radnaben untergebrachte Elektromotoren anzutreiben.
Beim Bremsen werden die Motoren zu Stromgeneratoren, die Batterie fungiert dann als Elektrolyseur, aus dem der Tank gefüllt wird.

Ab 1985 werden Hochleistungsbatterien und insbesondere ab 1990 Lithium/Aluminium/Eisensulfid-Batterien (175 W/kg statt 30 bei aktuellen Batterien zum gleichen Preis und mit einer Ausbeute von 90 %) eine große Revolution im Automobil bewirken Bereich: leichteres Fahrzeug, leise, umweltfreundlich, mit einem Gesamtübertragungswirkungsgrad: 64 %.

Bei gleicher Anzahl im Umlauf befindlicher Fahrzeuge werden wir fast dreimal weniger Kraftstoff verbrauchen.

Die Schlussfolgerung der 32 Seiten des sehr interessanten Berichts (Bd. 4 Nr. 5 – 1979) von MJ Donnelly und seinen Kollegen, der bereits im Zusammenhang mit Hydriden zitiert wurde, ist, dass im Zeitraum 85 bis zum Jahr 2000 ein Automobil 4- Sitzer, Betrieb mit H2 wird leichter, kostengünstiger, Sicherheit sollte insbesondere beim Parken berücksichtigt werden, daher gute Belüftung von Garagen und Tiefgaragen; Die größte Schwierigkeit betrifft den schnellen Aufbau eines Hydrid-Verteilungsnetzes und H2-Tankstellen, genau das gleiche Problem finden wir derzeit bei LNG oder LPG.

Kurzfristig ist das Elektroauto zu schwer, unhandlich, von geringer Autonomie und teuer, andererseits wird der Unterschied nach dem Jahr 2000 weniger groß sein.

Es scheint, dass es notwendig ist, H2 zu produzieren, was bedeutet, dass die Sonnenenergie für die Produktion in großen Mengen von Bedeutung ist.
Diese Vorstellung wird beispielsweise in der Rezension des Informationsdienstes des Premierministers (Juni 1979) entwickelt, in der in der Bibliographie die erste Ausgabe des Buches von JL Perrier angegeben ist; ihm wird respektvoll gedankt.

Während die Amerikaner im Jahr 2 mit einer Produktion von 189 Millionen m3 H2 rechnen, hatte die Kommission der Europäischen Gemeinschaften ein Budget von 2000 Millionen EUA oder rund 13 Millionen Dollar für ein Forschungsprogramm zu Wasserstoff für den Zeitraum 16-1975 vorgeschlagen (Ref. G . Imarisio, S. 1980 bis 371 Bd. 375/4 5 IAHE).



Feige. 20.- Flüssigwasserstoff-Flugzeugprojekt mit Mach 2,7, das 234 Passagiere über 7 km befördern kann

(Dokument freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Dr. GD Brewer. Lockheed USA)



In Abbildung 19 stellen wir fest, dass die H2-Tanks weit von den Triebwerken entfernt sind und daher ein geringeres Risiko darstellen als bei Strahl A, der sich normalerweise in den Tragflächen befindet, sehr nahe an der Flamme der Düsen.

Ein weiteres Projekt betrifft ein Überschallflugzeug mit Mach 2,7 (Abbildung 20), das 234 Passagiere über 7 km befördern könnte. Das Gewicht dieses Flugzeugs beim Start beträgt 780 Tonnen, statt 179 Tonnen bei Jet A.

Dieser erhebliche Gewichtsunterschied (166 t) ergibt sich aus der Tatsache, dass für Jet A 150 t benötigt würden (während es beim H2 38,7 t sind), aber auch aus der Tatsache, dass die Struktur des Flugzeugs aufgrund eines Unterschieds leichter ist von 111 t Treibstoff.

Dok. Die NASA hat uns freundlicherweise mitgeteilt.“ von Dr. RF KORYCINSKY von der NASA N

Feige. 21. – Ausrüstung am Flughafen San Francisco (USA) zur Verteilung von 1 t flüssigem Wasserstoff, also dem Äquivalent von 000 Litern des aktuellen Jet A.

(Dokument PF Korycinski, NASA).



Die Auflagefläche der Flügel vergrößert sich ab 1031 m! auf 739 m2 (je schwerer das Flugzeug, desto mehr Flügel, Fahrwerk usw.) Gewicht erzeugt Gewicht und erfordert mehr Treibstoff.

Andererseits ist Wasserstoff ein Multiplikator der Leichtigkeit:

1 m3 H2 wiegt 70,8 kg, 1 m3 Strahl A = 877 kg.
Wenn das vom H2 eingenommene Volumen viermal größer ist als bei Jet A, ist es nicht sehr umständlich, der Rumpf wird ein wenig verlängert (4/1 seiner Länge), was es ermöglicht, den H10 unterzubringen, der ihn wegbewegt



Feige. 22.— Für die Abfüllung von flüssigem Wasserstoff sind auch standardisierte Armaturen vorhanden
Spezialfahrzeuge.

(Dokument PF Koryanski, NASA)

Reaktoren, daher bessere Sicherheit im Vergleich zu Jet A, der sich in den Tragflächen befindet. Was bei einem Flugzeug vor allem zählt, ist nicht so sehr das Volumen, sondern vor allem das Gewicht. Da die Masse des Flugzeugs geringer und die Schubkraft der Triebwerke größer ist, verkürzt sich die Startstrecke von 3 m auf 000 m.
Was den Preis eines Flugzeugs bei LH2 betrifft, so ist er für ein Flugzeug, das mit Mach 0,85 fliegt, derselbe (Abb. 14), wird aber für das Projekt, das mit Mach 1,35 fliegt, um das 2,7-fache niedriger (45,5 Millionen Dollar gegenüber 61,5 Millionen Dollar mit Jet A).

Experten von Lockheed und der NASA gehen davon aus, dass das LH2-Flugzeug die gleiche Sicherheit bietet wie die anderen, aufgrund seines geringen Gewichts besser zu handhaben ist, die Umwelt kaum belastet und Energie spart.

Die Ausstattung von Flughäfen ist keine Fiktion, wie wir sehen können: (Abb. 21-22), laut einem 20-seitigen Bericht des Ingenieurs PF Korycinski, NASA, in der Rezension von PIAHE Vol. 3 – Nr. 2 – 1978.

Sämtliche Forschungsarbeiten der NASA zur Eroberung des Weltraums sind dank LH2 direkt und schnell für die militärische und zivile Luftfahrt nutzbar. Es gibt Standardbeschläge und Füllmethoden.

Die für die Elektrolyse benötigte elektrische Energie beträgt in San Francisco 332 MW und am Flughafen Chicago 350 MW.
LH2 wird zunächst auch durch Vergasung von Kohle hergestellt.

VORTEILE VON WASSERSTOFF SOLAREN URSPRUNGS:

Bisher stammte Wasserstoff aus einer teuren Energie oder einem Brennstoff, den man besser für etwas anderes verwenden sollte (Brennstoff, Strom) ...

Die Erschöpfung der Energiequellen und sogar der Rohstoffe veranlasst die Menschen dazu, mit den üblichen Vorsichtsmaßnahmen auf Wasserstoff umzusteigen, der bei seiner Herstellung ebenfalls ein umweltfreundlicher Kraftstoff ist.

Was die Verwendung betrifft, so entsteht zum Zeitpunkt der Verbrennung eine geringe Menge Stickoxid (weniger gefährlich als Kohlenmonoxid angesichts der Anteile), praktisch keine, wenn die Brennstoffzelle verwendet wird, und immer wird das ursprünglich investierte Wasser zurückgegeben, ohne dass es zu einem Ungleichgewicht kommt Menge an Sauerstoff, die die Natur enthält.

Auch wenn der bei der Zersetzung von Wasser entstehende Sauerstoff in der Chemie genutzt wird, wird der Abbau deutlich geringer ausfallen als bei der massiven Verbrennung von Erdölprodukten. Die Atomindustrie mag Nachteile haben, aber wir können ihr nicht vorwerfen, dass sie den Sauerstoff in der Luft verbraucht.

Wasserstoff ist ein unerschöpflicher Energieträger, da er sehr schnell recyclebar ist:

1 m3 Wasser enthält 888 l Sauerstoff, 111 l Wasserstoff und 1 l verschiedener Körper, also das Energieäquivalent von 470 l Benzin unter der Bedingung, dass dabei noch mehr Energie aufgewendet wird. Zeit der Elektrolyse oder thermochemischen Spaltung Wasserstoff vom Sauerstoff trennen. (Um einen Stein anzuheben, muss mechanische Energie aufgewendet werden. Wenn er fallen gelassen wird, wird diese Energie zurückgegeben.)

1 km3 Wasser enthält Wasserstoff, der 470 Millionen m3 Benzin entspricht (logischer wäre es zu sagen, dass dieser Kubikkilometer Wasser aus der Verbrennung von 111 Millionen Tonnen Wasserstoff (= 470 Essenz) resultiert und dass es sich um ein abgebautes und nicht abbaubares Produkt handelt -potenzieller energetischer Zustand, genau wie wenn der Stein am Boden liegt.

Der weltweite Ölverbrauch im Jahr 1980 (3 Milliarden Tonnen) entspricht dem durchschnittlichen Durchfluss der Seine (520 m3/s) für 83 Tage... wir können sagen, dass im Jahr 1980 Öl frei floss.

Die Produktion von Wasserstoff als vollständiger Ersatz für Öl würde die Nutzung des Flusses Rhône (1720 m3/s) für 33 Tage zur Versorgung der ganzen Welt und 1,3 Tage erfordern. für Frankreich.

Letztlich wird der Energieträger der langfristigen Zukunft aus Wasser und Sonnenstrahlung entstehen, viele Anwendungen sind möglich.

Die Formen können die unterschiedlichsten sein: heißes Wasser, Dampf, Methan, Methanol, heißes Öl mit städtischem Verteilungsnetz, Elektrizität...

SICHERHEIT

Als der Ingenieur .LA. Grégoire neigt in seinem Buch „Leben ohne Erdöl“ (Hrsg. Flammarion) dazu, in der Öffentlichkeit einen Hindenburg-Komplex über Wasserstoff zu entwickeln, nachdem kurz vor dem letzten Weltkrieg in New York ein Luftschiff dieses Namens durch einen Brand zerstört wurde. Erwähnen Sie auch den Komplex Rue Raynouard nach der schrecklichen Gasexplosion 1978 in Paris.

Seitdem sich die Technologie weiterentwickelt hat, wissen wir, wie wir dieses Gas in der Industrie perfekt und unter guten Sicherheitsbedingungen einsetzen können.

Ob Acetylen: C2 H2 – EDF-GDF möchte es aus Calciumcarbid und Wasser herstellen, dessen Heizwert im gasförmigen Zustand viermal größer ist als PH4, Butan, Propan, Methan, Benzin, Methanol, Alkohol, all diese Produkte sind es explosiv, dafür nutzen wir sie.

Ein Kraftstoff ohne Energie ist nicht gefährlich, aber von geringem Interesse. Warum füllen Sie Ihr Auto nicht mit Sand?...
Es ist wirtschaftlich und ungefährlich...

Es wird sicherlich zu Bränden und Explosionen durch Wasserstoff kommen, aber nicht häufiger als bei den derzeitigen flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffen (brennende Fahrzeuge, Tankwagen, Flugzeuge, explodierende Gasleitungen usw.).

Bei mehreren Gelegenheiten haben wir die Sicherheit von H2 untersucht, insbesondere indem wir erwähnt haben, dass seine Selbstentzündungstemperatur höher ist (585 °C) als die von Benzin (228 bis 47 °C), aber wir können Folgendes hinzufügen:

— Wasserstoff verbrennt an der Luft und erzeugt dabei eine Temperatur (2045 °C), die niedriger ist als die von Benzin (2197 °C).

— Die Diffusion von H2-Lecks in der Luft erfolgt schneller (2 cm/Sekunde) als bei Benzin (0,17 cm/Sekunde), wodurch die Gefahr einer Produktstagnation geringer ist und weniger Explosionen möglich sind.

— Die Explosionsgrenze ist bei H2 breiter (4 bis 75 %) als bei Benzin (1 bis 7,6 %), was nicht unbedingt ein Vorteil zugunsten von Benzin ist, da die Explosion schneller erfolgt.

Tatsächlich scheint es zutreffender zu sein, von der unteren Grenze zu sprechen, da die Diffusion die Konzentration erhöht, und nicht vom umgekehrten Phänomen, das seltener vorkommt.

— Wenn die Mindestenergie zur Zündung von H2 in der Luft (z. B. Funke) 0,02 mJ beträgt, verglichen mit 0,24 für Benzin, was ein höheres Risiko darstellt, geben die meisten Wärmequellen eine Energie ab, die über diesen beiden Werten liegt, was letztlich das gleiche Risiko mit sich bringt , außer vielleicht mit statischer Elektrizität, die leicht zu beseitigen ist. Wenn in Gegenwart eines Funkens ein Leck auftritt, explodiert es trotzdem, verursacht aber nicht unbedingt den gleichen Schaden, wie wir später sehen werden.

— Bei der Verbrennung strahlt H2 17 bis 25 % seiner Energie ab, statt 30 bis 42 % bei Benzin und 23 bis 33 % bei Methan, was zu einer geringeren Brandausbreitung bei H2 führt, dessen Flamme zudem etwas weniger heiß ist.

— Bei einer Explosion ist der durch H2 verursachte Schaden geringer:

a) Im flüssigen Zustand: 1 cm3 LH2 entspricht 1,71 g TNT (dem bekannten Sprengstoff), während 1 cm3 Methan (Erdgas) 4,56 g TNT und 1 cm3 Benzin 7,04 g entspricht TNT

b) Im gasförmigen Zustand: 1 m3 H2 entspricht 2,02 kg TNT, 1 m3 Methan entspricht 7,03 kg TNT und 1 m3 Benzindampf entspricht 44,22 kg TNT, wodurch das Vorhandensein von Blei im Benzin zu vermeiden ist eine Explosion.

Aus dieser letzten Tabelle geht hervor, dass die Explosion von Methan 3,48-mal mehr Schaden anrichtet als H2 und dass Benzindämpfe 22-mal mehr Schaden anrichten.

Mit seriöser Technologie ist H2 der Kraftstoff der Zukunft, direkt oder zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe, es ist unerschöpflich und nicht krebserregend wie Erdölprodukte.

EINE BEMERKENSWERTE PROPHEZEIUNG?

Der Wissenschaftsautor Jule Verne aus Nantes hatte Reisen unter Wasser, in der Luft und sogar zum Mond sehr genau vorhergesagt.

In seinem in 1870 geschriebenen Roman "The Mysterious Island" können wir zusammenfassend lesen:

„Wasser kann durch Elektrizität in seine ursprünglichen Elemente zerlegt werden ... Ich denke, dass Wasser eines Tages als Brennstoff verwendet werden wird und dass der Sauerstoff und der Wasserstoff, aus denen es besteht, zusammen oder getrennt, eine unerschöpfliche Wärmequelle darstellen können.“ und leicht und von einer Intensität, zu der Kohle nicht fähig ist ...
Ich denke, wenn die Kohlebergwerke erschöpft sind, müssen wir Wasser verwenden, Wasser wird der Treibstoff der Zukunft sein ...“

Heutzutage ist der Haupttreibstoff für die Erforschung des Weltraums das Sauerstoff-Wasserstoff-Gemisch, weshalb die NASA so viel davon produziert.

Eine internationale Vereinigung: „International Association for Hydrogen Energy“ (1) (IAHE) bringt Forscher aus 26 Ländern zusammen, organisiert Kongresse, Arbeitssitzungen usw. und veröffentlicht eine Zeitschrift unter dem Titel: „International Journal of Hydrogen Energy“. Wir extrahieren ein sehr explizites Diagramm in seiner Originalversion (Abb. 23).

Feige. 23. – Reichlich saubere Energie für die Menschheit (IAHE-Papier) USA.

(1) PO Box 248266, Coral Gables, Florida 33124 USA. 296

(I) Referenz: Wasserstoff solaren Ursprungs von JL Perrier, Mitteilung vom XNUMX

d) Pyrokatalyse von Wasser: Dies ist die direkteste Methode zur Zersetzung von Wasser bei mittlerer Temperatur.

(4) – Durch Vergasung von Kohle

Nach der Erschöpfung der Kohle ist dieser Prozess möglicherweise auf lange Sicht nicht zu rechtfertigen, aber er ist in der Lage, Wasserstoff und Methanol (CH3OH) zu produzieren, deren Heizwert 5 Kcal pro kg beträgt.

(5) – Durch direktes Wassercracken (Thermolyse bei 2 °C)

Ein Solarreaktor ist in der Lage, Wasserstoff direkt zu erzeugen, aber die Beständigkeit der Materialien gegenüber einer solchen Temperatur und die Wasserstoff-Sauerstoff-Trennung bereiten Probleme.

(6) – Durch thermochemische Zersetzung

Es wurden mehr als 2 Zyklen identifiziert; Wir haben bereits denjenigen zitiert, der Eisenoxid als Katalysator verwendete.

Im Euratom-Zentrum in Ispra (Italien) wird aktiv geforscht.

Frau Hardy, Herr De Beni und Marchetti gelang es, Wasser bei 750 °C durch den folgenden Zyklus zu zersetzen:

Ca Br2 + 2 H20 - Ca (OH)2 + 2 HBr bei 730°C Hg + 2 HBr - Hg Br2 + H2 / bei 250°C Hg Br2 + Ca (OH) - Ca Br2 + HgO + H20 bei 200°C HgO — Hg + 1/2 02/

(Ausbeute 55%)

Ebenso an der Universität Aix la Chapelle, am Kernzentrum Julisch in Deutschland oder bei Gaz de France mit dem Kaliumkreislauf:

K2 02 + H20 - 2 KOH + 1/2 02 / bei 150°C 2 KOH + 2 K - 2 K20 + H2 / bei 700°C 2 K20 - K202 + 2 K bei 1000°C

In den Vereinigten Staaten: General Electric, Atomics International, Gulf General Atomics, Institute of Gas Technology und Allison Division der General Motors Company mit der Formel:

Cl2 + H20 - 2HC1 + 1/2 02 bei 700 - 800 °C 2 HC1 + 2 VC12 - 2 VC13 + H2 bei 100 °C

4 VCb - 2 VC12 + 2 VC1„ bei 700°C

2VCi„ - 2VC13 + Cl2 bei 100°C

Gegenwärtig erhalten wir noch bessere Ergebnisse als diese drei Formeln, indem wir die Elektrolyse mit der Thermochemie verbinden. Dies ist ein weiterer Aspekt, der zeigt, dass eine Solarstation vielseitig und ein echter „solarer elektrochemischer“ Komplex sein muss.

Herr A. Vialaron, Direktor des „PIRDES“-Programms am CNRS in Toulouse, glaubt, dass die Hybridzyklen (thermo- und elektrochemisch) der Wasserzersetzung von Interesse sind und teilt uns mit, dass Westinghouse (USA) und EU-RATOM (Europa) Arbeit an einem Zyklus der Wasserzersetzung durch Elektrolyse, verbunden mit einem Oxidations-Reduktions-Zyklus.

In den meisten dieser Verfahren liegt die Absicht, Wasserstoff aus der Hitze eines Kernreaktors ohne den Einsatz von Elektrizität herzustellen. Ein Projekt von GDF und CEA betrifft die Produktion von 48 Tonnen Wasserstoff pro Stunde dank eines 3-MW-Kernkraftwerks, gekoppelt mit einem Kaliumkreislauf. Aber wir stoßen ernsthaft auf das Problem des Materialverhaltens und der Sicherheit ...

Andererseits kann ein Solarreaktor bei 1 °C betrieben werden, ohne auf die zahlreichen Wärmetauscher angewiesen zu sein, die zur Gewährleistung der Sicherheit erforderlich sind, wenn die Wärmequelle nuklear ist, insbesondere da giftige, ätzende oder explosive Produkte wie Kalium verwendet werden.

Ein Ziel der Solarstation in Atlanta (USA) ist es auch, mit Methoden zur Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu experimentieren.

Andererseits müssen bei den thermochemischen Reaktionen die Körper dort recycelt oder für andere Anwendungen nutzbar gemacht werden.

(5) – Durch direktes Wassercracken (Thermolyse bei 2 °C)

Ein Solarreaktor ist in der Lage, Wasserstoff direkt zu erzeugen, aber die Beständigkeit der Materialien gegenüber einer solchen Temperatur und die Wasserstoff-Sauerstoff-Trennung bereiten Probleme.

http://www.societechimiquedefrance.fr/extras/Donnees/mine/hyd/cadhyd.htm

Wasserstoffproduktion: im Jahr 2014. Welt: 60 Millionen t (666 Milliarden m3), Vereinigte Staaten (11 Millionen t), Europäische Union (2006): 8,7 Millionen t, Frankreich (2008): 922 t.

izentrop schrieb:Was für Wasserstoff? Bis heute gibt es keine wirklich effektive Lösung zur Wiederverwendung kosten.