تحقیق هیدروژن به عنوان یک سوخت قابل بازیافت

در این قسمت تحقیق هیدروژن به عنوان یک سوخت قابل بازیافت به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است. 

قسمتی از متن تحقیق در زیر نشان داده شده است.

فصل اول

مقدمه

معتبرترین دانشمندان هواشناسی اظهار داشتنده­اند که باید حجمی در حدود ۸۵-۵۵% از متساعد شدن گازهای گلخا­نه ای کاهش یابد تا تعادل غلظت­های جوی برقرار شود. برای کاهش دی­اکسید­کربن متساعد شده در طبیعت توسط انسان، نیاز به منابع انرژی غیر-کربنی داریم. ما نمی­توانیم به سوزاندن سوخت­های فسیلی ادامه دهیم.

نمی­توان دي اكسيدكربن تولید شده را به اندازه کافی برای گرم شدن جهانی هوا بی تاثیر دانست، زیرا فرآیند تغلیظ و دفن یا جا­به­جایی دی­اکسید­کربن، خود نیاز به انرژی زیادی دارند. ذخیره دی­اکسید­کربن، تنها انتخاب موقتی است که تجزیه و ایجاد دي اكسيدكربن باید در مخازن صورت گیرد. دی­اکسید­کربن به دلیل وزن کمتر نسبت به هوا٬ به سرعت جایگزین اكسيژن می­شود. قطعاً دی­اکسید­کربن تبدیل شده به منابع هیدروکربنی مانند متانول و هیدروژن، به سود بشر و محیط­زیست خواهد بود.

یافتن منبع مناسب جهت ارائه به سیستم­های انرژی، امری الزامی و ضروری است. هیدروژن گزینه مناسب و امید بخشی به عنوان جایگزین سوخت­های فسیلی است و اینکه خورشید انرژی در حدود ۱۰^۲۴× ۳ ژول بر سال می دهد که ۱۰۰۰۰ بار از ذخیره انرژی جهانی موجود بزرگتر است، امری غیر قابل انکار می­باشد. علاوه بر آن، دنیا از گستره عظیمی از زمین های کویری (۱۰^۶× ۲/۱۹ كيلومترمربع) بهره می­برد.

هیدروژن : پیشینه تاریخی

دانشمندی انگلیسی بنام هنری کاوندیش  (۱۸۱۰-۱۷۳۱) در جامعه پادشاهی لندن در سال ۱۷۶۶ این موضوع را که انواع متفاوت هوا وجود دارد بیان نمود:”هوای ثابت شده” یا دی اکسید کربن و “هوای قابل اشتعال” یا هیدروژن. کاوندیش گاز هیدروژن را به وسیله واکنش فلز روی با اسید هیدروکلریک استخراج کرد. وی همچنین اثبات کرد که هیدروژن، بسیار سبک تر از هواست. کاوندیش اولین نفری بود که در اواخر دهه ی ۱۷۷۰ توانست از ترکیب هیدروژن و اکسیژن به کمک جریان الکتریکی آب تولید کند.

در سال ۱۷۸۳،  دانشمندی فرانسوی بنام چالز ، اولین پرواز بالون پر شده از هیدروژن را به زمین نشاند. بالون بدون سرنشین “چارلز” تا ارتفاع ۳ كيلومتر پرواز کرد. وی سه ماه بعد در اولین بالون هیدروژنی سرنشین دار پرواز کرد. در سال ۱۷۸۵ لاوازیه  تجربه کاوندیش را تکرار نمود و ثابت کرد که اکسیژن و هیدروژن عناصر اصلی آب هستند.  هیدروژن که توسط لاوازیه در سال ۱۷۸۸ نامگذاری شد، از دو کلمه یونانی هیدرو به معنی “آب” و ژن به معنی “زاینده شده” گرفته شده است.

در سال ۱۸۰۰، ویلیام نیکلسون  و سرآنتونی چارلیز  الکترولیز را کشف کردند و از آنجا بود که علم الکتروشیمی ظهور کرد. ایشان در آزمایشات خود از پیل ولتایی برای آزاد سازی اکسیژن و هیدروژن از آب استفاده کردند و متوجه شدند که مقدار اکسیژن و هیدروژن آزاد شده به وسیله جریان، متناسب با مقدار جریان استفاده شده است.

در سال ۱۸۳۸ شیمیدان سوئیسی با نام کریستین فردریش شونباین  به این موضوع دست یافت که از ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تحت تأثیر تاثیر پیل سوختی، آب و جریان الکتریکی تولید می شود. سرویلیام روبرت گرو  دانشمندی انگلیسی بود که در سال ۱۸۴۵ کشف شونباین را در مقیاس عملی با ساخت “باتری گاز” اعتبار بخشید و نام پدر پیل سوختی را به خود اختصاص داد.

باتری گاز منجر به ساخت باتری های ولتایی گازی٬ پیشگام پیل های سوختی مدرن و امروزی شد. در سلول گرو از آنچه که از نامش پیداست٬ از الکترودهای متخلخل پلاتينیوم و الکترولیت اسید سولفوریک استفاده نمود. در سال ۱۷۸۰ گاز آب برای اولین بار تولید شد که ترکیبی  از ۵۰% هیدروژن٬ ۴۰% مونوكسيدكربن به اضافه دي اكسيدكربن و نیتروژن می شد. پس از آن (اواخر ۱۸۰۰ و اواسط ۱۹۰۰) گاز شهری شامل ۵۰% هیدروژن٬ ۳۰% متان٬ ۶% مونوكسيدكربن و باقی مانده آن ازگازهای دیگر تولید شد. استفاده از این گازها که شامل مقدار زیادی هیدروژن می شدند در دهه ۱۹۶۰ زمانی که گاز طبیعی به مقدار کافی تولیدشد٬ متوقف گشت.

دانشمندی یونانی  اولین بار در اواخر دهه ۱۸۹۰ توانست راکت های سفینه های فضایی را با سوخت هیدروژن به حرکت درآورد. در سال ۱۹۱۱ کارل بوش  گسترش آمونیاک و کود شیمیایی که از هیدروژن و گاز نیتروژن تهیه شده بودند را رهبری نمود که منجر به ساخت کودهای شیمیایی مصنوعی گشت. در طول دهه ۱۹۲۰ آقای ارن سوخت موتورهای درون سوز اتوبوس ها٬ زیر دریایی و کامیون ها را به هیدروژن یا ترکیبات هیدروژنی تغییر داد.

هالدان با استفاده از جریان برق تولید شده از باد٬ هیدروژن تولید نمود. ارن، سازنده موتورهای ماشین آلات سنگین با سوخت هیدروژن، استفاده از آنها را در سرویس ناوگان در دهه ۱۹۳۰ شرح داد. در سال ۱۹۵۰ میتسویی در تولید بیولوژیکی هیدروژن با استفاده از انواع مخصوص جلبک ها و میکروارگانیزم ها به موفقیت رسید.

در سال ۱۹۵۹ بیکن در دانشگاه کمبریج اولین پیل سوختی کاربردی هیدروژن-هوا را ساخت که در ماشین جوشکاری با توان kw 5 از آن استفاده شد. وی این پیل را پیل بیکن  نامید. پیل های سوختی هیدروژنی بر اساس طراحی بیکن،  برای ساخت جریان اصلی برق٬ گرما و آب برای فضانوردان سفینه آپولو و شاتل های مأموریت های فضایی مورد استفاده قرار گرفت.

در دهه ۱۹۶۰ چندین دانشمند استفاده از انرژی خورشیدی برای تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن را مطرح نمودند. این عناصر تولید شده، دوباره در پیل های سوختی با هم ترکیب می شدند. در قرن ۲۰ ٬ از هیدروژن برای ساخت آمونیاک٬ متانول٬ گاز٬ روغن های گرمایی٬ کودهای شیمیایی٬ شیشه٬ فلزات سمباده٬ ویتامین ها٬ لوازم آرایشی٬ جریان های نیمه رسانا٬ صابون ها٬ روان کننده ها٬ پاک کننده ها٬ مارگارین٬ کره بادام زمینی و سوخت راکت ها به شکل مؤثری استفاده شد.

در سال ۱۹۷۰ ٬ برای اولین بار، عبارت اقتصاد هیدروژن شکل گرفت. بنابراین این ایده در کتاب “مکانیزم های رسانش و تبدیل انرژی” توسط آقای جاستی در سال ۱۹۶۵ بیان شد. در طول دوره طوفان مغزي در آزمایشگاه تخصصی جنرال موتورز ٬  الکتروشیمیستی با نام بوكريس  بیان کرد که “ما باید در یک جامعه با هیدروژن زندگی کنیم” و تراینر  ادامه می دهد که ” اقتصاد هیدروژن باید وجود داشته باشد”.

قضيه اقتصاد هیدروژن  بدین شکل است که هیدروژن یک حامل انرژی است که براحتی به جایی که مورد نیاز است انتقال داده می شود. در اواخر قرن ۲۰ و اوایل قرن ۲۱ مشاهده  شد که بسیاری از منابع جهانی شروع به تولید وسایل نقلیه  با سوخت ٬ پیل های سوختی و دیگر محصولات هیدروژنی نمودند. ایسلند  اولین اقتصاد هیدروژنی تا سال ۲۰۳۰ خواهد بود. در سال ۱۹۹۰ اولین نیروگاه خورشیدی تولید هیدروژن در جهان در یک مرکز تحقیقاتی و آزمایشگاهی در جنوب آلمان شروع بکار نمود.

کاربر گرامی، بلافاصله پس از خرید این پروژه، لینک دانلود آن برای شما فعال می شود. لینک دانلود پروژه به ایمیل شما هم ارسال می شود و با یک کلیک می توانید پروژه خود را دانلود نمایید.