ستتيح هذه الميزة تخزين الهيدروجين لاستخدامه في تخزين الهيدروجين لاحتياجات إنتاج الطاقة
في هذه الأيام، عندما تبحث الحكومات والهيئات العامة بشكل محموم عن طرق جديدة وأكثر نظافة لإنتاج الطاقة، يفكر البعض في العودة إلى غاز الهيدروجين. يمكن استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة النظيفة، وهو متوافر بكثرة على الأرض، ولكن من الصعب تخزينه بكميات كبيرة.
اكتشف علماء من جامعة رايس مؤخرًا، لدهشتهم، أن كرات الكربون النانوية - كرات بوكي - قوية جدًا لدرجة أنها قادرة على تخزين ذرات الهيدروجين فيها بالكثافة والضغط اللذين يمكن أن نجدهما في مركز كوكب المشتري.
يقول بوريس جاكوبسون، الباحث الرئيسي وأستاذ الهندسة الميكانيكية وعلوم المواد في جامعة رايس: "تظهر حساباتنا أن بعض الكرات النانوية قادرة على احتواء كميات كبيرة من الهيدروجين بحيث يمكن اعتبارها معادن تقريبًا".
خصصت وزارة الطاقة في الولايات المتحدة أكثر من مليار دولار لتطوير تقنيات المركبات التي تعمل بالهيدروجين. وتشمل هذه التقنيات طرقًا فعالة لتخزين الهيدروجين لاستخدامه في المركبات. يعتبر الهيدروجين أخف عنصر في العالم، ومن الصعب جدًا تخزينه بكميات كبيرة، ولكن لكي تتمكن سيارات الهيدروجين من منافسة سيارات البنزين، فإنها تحتاج إلى طريقة مدمجة وفعالة للاحتفاظ بكمية مكافئة. من الوقود. تشير التقديرات حاليًا إلى أن السيارة التي تعمل بالهيدروجين سوف تتطلب نظام تخزين يتطلب ضغط الهيدروجين إلى كثافة أكبر من كثافة الهيدروجين السائل النقي.
يقول جاكوبسون إن العلماء ناقشوا لسنوات مزايا تخزين الهيدروجين داخل حاويات جزيئية صغيرة مثل كرات الكربون النانوية. كما أجرى البعض تجارب أثبتت إمكانية تخزين كميات صغيرة من الهيدروجين داخل كرات الكربون النانوية. توفر الدراسة الجديدة، التي أجراها باحثا ما بعد الدكتوراه أولغا بوبيشيفا وأمير باراجيان في مختبر جاكوبسون، الطريقة الأولى لحساب كمية الهيدروجين بدقة التي يمكن أن يحتفظ بها الغلاف النانوي للكربون قبل أن ينكسر.
تم اكتشاف كرات الكربون النانوية لأول مرة منذ 20 عامًا وهي جزء من عائلة من الجزيئات المكونة من ذرات الكربون، تسمى الفوليرين. وعلى غرار عائلة البناي، فإن عائلة الفوليرين أيضًا لها فروع كثيرة ذات استخدامات مختلفة ومختلفة. ومن بين أمور أخرى، أنها تشمل أنابيب الكربون النانوية، وهي أقوى مادة عرفها الإنسان. إن الغلاف النانوي الأكثر شهرة، والذي يتكون من 60 ذرة كربون فقط، هو الابن الفخور لعائلة الفوليرين، لكن يجب ألا ننسى أبناء عمومته - الغلاف النانوي الأكبر حجمًا والمكون من 2000 ذرة كربون أو أكثر.
وقال جاكوبسون: "إن الروابط بين ذرات الكربون هي من أقوى الروابط الكيميائية في الطبيعة". "إن هذه الروابط هي التي تجعل الماس من أصلب المواد. أظهر بحثنا أن هناك حاجة إلى ضغط داخلي هائل لتشويه وكسر روابط الكربون في البوليينات."
استخدم فريق بحث جاكوبسون نموذجًا حاسوبيًا لتتبع قوة كل من الروابط الذرية في الغلاف النانوي، وأنشأوا محاكاة أظهرت كيف تتعامل الروابط مع الكميات المتزايدة من ذرات الهيدروجين المحشورة داخل الغلاف النانوي. وقال جاكوبسون إن النموذج يمكن أن يكون مفيدًا بشكل خاص لأنه يمكن تعديله ليناسب أي حجم للغلاف النانوي وأي كمية من ذرات الهيدروجين. سيكون النموذج قادرًا على إخبار العلماء متى وكيف ستنفجر كرات الكربون النانوية وتطلق حمولتها.
وقال جاكوبسون إنه إذا تم تطوير طريقة لإنشاء كرات نانوية كربونية مملوءة بذرات الهيدروجين، فقد يكون من الممكن تخزينها على شكل مسحوق. وقال: "من المحتمل أن تتجمع في بلورات جزيئية أو تشكل مسحوقًا رقيقًا، وقد نستخدمها في شكلها الكامل، أو نثقبها في ظل ظروف معينة تسمح لنا باستخدام الهيدروجين النقي الذي سيتم إطلاقه منها من أجل". استخدامها في خلايا الوقود أو أنواع أخرى من المحركات."
تعليقات 12
ومن الممكن حرق الهيدروجين حتى داخل الكرية وليس بالضرورة قبل تحطيم الكرية
يوغيف،
تستمد قوة الكرة من الروابط بين ذراتها، مما يؤدي إلى استقرار شكلها الخاص. إذا فتحنا حتى عقدة أو اثنتين (مع استثمار صغير جدًا في الطاقة)، فأعتقد أن الضغط الهائل داخل الكرة سيؤدي إلى انفجار ذرات الهيدروجين منها بسرعة (مثل تفريغ الهواء من بالون عبر نقطة واحدة مفتوحة). .
يسعدني أن أفهم كيف يمكن ضغط ذرات الهيدروجين في الكرة عندما لا تكون كرة بعد (لأن جزءًا منها يجب أن يُترك مفتوحًا لإدخال ذرات الهيدروجين فيها). لكن عندما تكون مفتوحة، لا يوجد بها استقرار هيكلي، لذلك لا يمكن ضغطها تحت ضغط عالٍ.
باختصار مشكلة.
* قصدت أن كلمة "لا" ستكون مربحة جدًا..
وبعد ذلك معرفة كيفية فتح الكرة (أو عدد معين من الكرات) وبأي سرعة وبأي استثمار للطاقة،
ربما سيكون الأمر مجزيًا للغاية، فماذا لو كنا بحاجة إلى الكثير من الطاقة لفتح هذه الروابط (بعد كل شيء، فهي من بين الأقوى) فلا يزال هناك الكثير لاستكشافه قبل أن نكون سعداء.
وبالمناسبة، أنا أؤيد هذه الفكرة بشدة (إذا كانت تبدو غير ذلك).
عامي
بالتاكيد صحيح. رؤية أخرى لهذا الوقت.
في رأيي، فإن المسألة الأكثر صعوبة هي إنشاء النانوسفير مع الهيدروجين المضغوط بداخلها.
يجب أن نتذكر أن كل محتوى هذه المقالة وكذلك البحث - ما هو إلا أفكار ومحاكاة حاسوبية. من يعرف كيف ستتفاعل المادة في الواقع؟ من يدري ما إذا كان من الممكن و/أو من المفيد تخزين الهيدروجين في الغلاف النانوي؟ وإذا قمنا بتخزينها في مكان مغلق جيدًا، فهل سنعرف كيفية إطلاق الهيدروجين بسهولة؟ رؤية أخرى لهذا الوقت.
أرى في حلمي عمودًا يتم لصق الكرات النانوية عليه ويتم ضغط كمية من الهيدروجين تحت الضغط الموجود في قلب المشتري. لا يوجد خطر من انفجار أي شيء لأنه لا توجد وسيلة لإطلاق الهيدروجين. عندما تبدأ السيارة، يتم إطلاق غاز بيولوجي يحتوي على إنزيم تم إنتاجه بواسطة التكنولوجيا الحيوية والذي يعرف كيف يجلس على الغلاف النانوي ويفتح رابطة كربونية واحدة فيه. ينطلق الغاز ويملأ الخلية التي تعمل بمثابة خلية وقود للسيارة. عند ضغط غاز معين، يتوقف الإنزيم مؤقتًا عن العمل. يجب حرق الغاز المنبعث. عندما ينفد الغاز من جميع الكرات، يجب استبدال العمود الذي يحتوي على مركب الإنزيم النانوي، وفي المصنع سيتم إعادة شحنه في غرفة الضغط المناسبة.
يعمل الماء المقطر الناتج عن النار على تبريد مكونات السيارة التي تحتاج إلى تبريد، كما يستخدم في غسل النوافذ.
؟؟؟؟
من المشاكل الأساسية للإنسان:
ميزة التخزين، وفي هذه الحالة الضغط؛ ولا يهم إذا كان ذلك ضروريًا جدًا (في حالة التخزين)، أو للضغط، عندما يكون سلاحًا فتاكًا؛ وأتساءل عما إذا كان بإمكاننا الحصول على إجابة من كل الذين عاشوا، ولم يعودوا على قيد الحياة؛ إذا أرادوا أن يضيفوا لهم عشرة أو عشرين عامًا أخرى من الحياة الممتعة، إذا كانوا على استعداد للتخلي عن شيء معادل بالنسب المئوية، التي تراكمت لديهم أثناء حياتهم.
أما بالنسبة للأسلحة الفتاكة فهذه قصة أخرى.
يهودا،
آمل وأخشى أنه عندما يخترعون التكنولوجيا التي ستمكن من ضغط ذرات الهيدروجين بهذه الكثافة في الغلاف النانوي (وهو أمر أصعب بكثير مما كان يعتقد في البداية)، ستكون هناك بالفعل أسلحة حرب أكثر رعبا بكثير من متفجرات بسيطة .
يهودا سابدارمش,
قيل عنها
"لو كنت أعرف إلى أين سيؤدي اختراع الذرة، لكنت أصبحت نجارا" ألبرت أينشتاين.
وأخشى أنهم سيقررون في النهاية أنه يمكن استخدامه كمتفجرات ممتازة.
سابدارمش يهودا
فقط قم بملء مسحوق الطاقة وقطعه
يمكن أن تكون هذه ظاهرة مزعجة للغاية، وليس بالضرورة بسبب تطبيقها. أظهرت الحسابات التي أجريت منذ سنوات أنه من الممكن أن يكون الهيدروجين موصلًا في درجة حرارة الغرفة عندما يتعرض لضغوط عالية للغاية (ملايين الأجواء). إذا كان هناك بالفعل طريقة لضغط الهيدروجين في الفلورونات، فقد يكون من الممكن دراسة خصائص مثيرة للاهتمام للمادة عند ضغوط عالية أكثر من أي شيء يمكن إنتاجه في ظروف المختبر.