Bez zařazení

Článků v rubrice: 354

Čpavek budoucím palivem?

Čpavek se začal průmyslově vyrábět začátkem 20. století. Důležitou úlohu hrál v 2. světové válce, při udělování dvou Nobelových cen a znamenal také globální revoluci v zemědělství. Rostliny pěstované s využitím umělých dusíkatých hnojiv zajišťují výživu téměř 48 % světového obyvatelstva. Mohl by být v budoucnu i čistým zdrojem paliva? Při spalování čpavku vzniká jen vodní pára a dusík, jehož normální podíl v atmosféře činí až 78 %.

Fotogalerie (1)
Molekula čpavku  NH3 (licence public domain)

Začátkem roku 2013 vyrobil italský producent pneumatik, firma Maragoni, hybridní automobil, který spaluje čpavek a benzín. Automobil může s jednou nádrží čpavku ujet 178 km.

Čistší metoda výroby čpavku

Většina čpavku se vyrábí zahříváním zemního plynu nebo uhlí k získání vodíku, který potom reaguje s atmosférickým dusíkem. Jde o velmi energeticky náročný proces, který spotřebuje 2-3 % celkové světové spotřeby energie a ročně emituje více než jednu miliardu tun uhlíku.

Inženýr John Holbrook vyvinul technologii „solid state ammonia synthesis“ (syntéza čpavku v pevném skupenství), která bude čistší. Místo zahřívání fosilního paliva bude vodík získáván z vodní páry elektricky prostřednictvím nabité membrány. Membrána je zahřáta na 550 oC. Dusík se přivádí na jednu stranu membrány a vodní páry na druhou stranu, za vyrovnaného tlaku. Vodní pára se disociuje na vodík (protony) a kyslík, vlivem elektrického napětí na membráně přecházejí protony přes membránu, a na druhé straně reagují s dusíkem za vzniku NH3.

Klíčové procesy SSAS tedy jsou:

1) disociace plynné H2O na plynný O2 a adsorbovaný H+,

2) transport H+ přes proton vodivé membrány

3) reakce adsorbovaného H+ s N2 za vzniku NH3.

6 H2O + 2 N2 → 3 O2 + 4 NH3

Spotřeba energie při tomto způsobu výroby činí 7-8 MWh na tunu čpavku.

Energetická pomoc Aljašce

Holbrook se podílel na založení společnosti NH Three, jejímž cílem je komercializovat tuto technologii. Prototyp zařízení se testuje v Pacific Northwest National Laboratory in Richland. Pokud testy splní očekávání, bude pilotní zařízení vybudováno v Juneau na Aljašce. Zde by se k výrobě elektřiny potřebné pro proces použily větrné elektrárny. Vyrobený čpavek, který lze snadno skladovat, by se pak v době bezvětří mohl spalovat. Díky asi 150 takovým energetickým ostrovům by Aljaška získala vyšší stupeň energetické nezávislosti.

O čistší výrobu čpavku ze vzduchu se zajímají i jiné výzkumné skupiny. Mike Reese a kol. z University of Minnesota začal využívat k výrobě čpavku elektřinu získanou z větrné elektrárny o výkonu 1,35 MW. Do konce roku 2013 plánuje vyrobit 25 tun čpavku, který hodlá prodávat jako umělé hnojivo místním zemědělským družstvům.

Holbrookova technologie by se tak mohla stát – vedle technologie záchytu a skladování CO2 – jedním z řešení, jak získávat čistou energii. Podle S. Wittiga z Clean Air Task Force čpavek představuje nadějnou energetickou alternativu v globálním měřítku. V atmosféře jsou zdroje dusíku neomezené, k dispozici je i dostatečné množství vody.

Podle: Hal Hodson: Out of thin air. New Scientist, 2013, č. 2928, s. 22 (VV)


Čpavek – amoniak neboli azan – je bezbarvý velmi štiplavý plyn. Jde o toxickou nebezpečnou látku zásadité povahy. Při vdechování poškozuje sliznici. Je lehčí než vzduch. V roce 2006 byla světová průmyslová výroba amoniaku odhadována na 146,5 mil. tun. Dnes používanou metodu výroby objevil německý chemik Fritz Haber, za což dostal roku 1918 Nobelovu cenu.

Překlad:

Václav Vaněk
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Zátěžový test dobíječek elektromobilů

Premiérový český test souběžného dobíjení šesti elektromobilů na třech stanicích a současně málo vídané doplňování baterií 12 e-aut jedné značky v místě a čase.

Oblíbená Soutěž „Vím proč“ startuje pošesté

Na tři minuty se stát Newtonem, Einsteinem nebo Curie-Sklodowskou, natočit zajímavý fyzikální pokus a vyhrát 200 000 korun pro svou školu.

Plovoucí fotovoltaické elektrárny – řešení pro země s nedostatkem půdy

Kromě nestálosti a nepředvídanosti výroby jsou zřejmě největší nevýhodou solárních elektráren velké zábory zemědělské půdy. Tuto nevýhodu se stále více zemí snaží řešit umisťováním fotovoltaických panelů na střechy továrních hal, obchodních center, úřadů i obytných domů.

Jak améby zvládly bludiště

Možná jste slyšeli o pověstném labyrintu Jindřicha VIII., který se rozprostírá na ploše 1 300 m² poblíž paláce Hampton Court u Londýna. Labyrint byl založen kolem roku 1690, je ze sestříhaného živého plotu a abyste jej celý prošli, musíte ujít 800 m.

Vyrobte si model tokamaku 3D tiskem

Mnoho nadšenců již dnes vlastní 3D tiskárnu, nebo má přístup k nějaké profesionální. Což takhle vyrobit si tokamak? Totiž alespoň jeho názorný a rozebíratelný model. Program je nyní k dispozici volně na stránkách ITER pro studenty, učitele a „fúzní nadšence“ po celém světě.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail