Содержание:
- Теплота сгорания.
- Взрывоопасность.
- Воспламенение от статического электричества.
- Самовоспламенение.
Заключение
1. Теплота сгорания
Водород имеет наивысшую теплоту сгорания (ТС) на единицу массы по сравнению со всеми прочими видами топлив, т.е., это количество теплоты, выделяющееся при сгорании единицы массы топлива. Измеряется в МДж/кг. Итого:
- водород - 120 МДж/кг;
- природный газ - 55;
- бензин - 48;
- дизельное топливо - 36.
Также различают объемную теплоту сгорания, по аналогии с массовой, но в отношении единицы объема топлива:
- водород - 13 МДж/м3;
- природный газ – 40;
- бензин – 35;
- дизельное топливо – 30.
Таким образом, очевидно, что для водорода при наибольшей ТС на единицу массы имеет наименьшую объёмную ТС.
В этом весь парадокс водорода и всей водородной энергетики: для создания запасов водорода в больших количествах потребуются вместительные, а значит громоздкие системы аккумулирования и, кроме того, дорогостоящие.
Это требует увеличение концентрации в единице объема, т.е., плотности запасаемого водорода, (кг/м3). Для этого есть свои способы:
- компримирование;
- ожижение;
- применение специальных поглотителей, как на органической, так и на неорганической основе, которые при определённых давлении и температуре водорода поглощают и затем высвобождают его.
Но все эти методы дороги и энергозатратны.
2. Взрывоопасность
- пределы взрываемости в смеси с окислителем: с воздухом - 18-60%об., с кислородом – 15-90 %об. Т.е., 15%-я объёмная доля водорода в смеси с кислородом оказывается уже достаточной для реакции окисления со взрывом;
- пределы воспламенения также широкие: в смеси с воздухом – 4-75%об., с кислородом – 4-95%об.
Здесь следует добавить, что воспламенение вполне может стать инициатором к детонации, т.е., реакции со взрывом.
3. Воспламенение от статического электричества
Для воспламенения смеси водорода с окислителем достаточно импульсного разряда статического электричества (микро-вспышка), энергия которого составляет примерно 0,018 мДж (милли Джоули) или 0,000018 Дж. И это в !!!14 раз!!! меньше, чем, на пример, для пропана.
Так, на пример, для 50%-й водородо-воздушной смеси минимальная энергия воспламенения составляет 0,08 мДж. А для чистой водород-кислородной смеси эта энергия ещё меньше.
4. Самовоспламенение
Водород в смеси с окислителем самовоспламеняется, т.е., без какого-либо искрового воздействия, только нагрев. Температура самовоспламенения с воздухом порядка 500 °С, а с кислородом – 450 °С.
Заключение
Водород – ВНЕ ВСЯКИХ СОМНЕНИЙ ЭТО ОПАСНЫЙ энергоноситель! Для инициации реакции окисления со взрывом достаточно и микро-вспышки от статического электричества, а то и вовсе за счет только нагрева. Но это еще не значит, что все так плохо!
Человек подчинил себе энергию атома! Мы живем в век развития ядерных технологий! Энергия атома гораздо мощнее взрывной реакции горения водорода, что тут говорить? Поэтому ПРИ УМЕЛОМ ОБРАЩЕНИИ даже самая опасная технология становится безопасной. Так всегда было и так всегда будет.
