Wodór w ptasich piórach
Naukowcy z University of Delaware odkryli nową metodę przechowywania wodoru. Używają do tego celu... zwęglonych włókien z ptasich piór. Okazuje się, że dzięki nim można w bezpieczny i tani sposób przechowywać duże ilości wspomnianego gazu.
Swoje odkrycie zaprezentowali podczas 13. dorocznej konferencji na temat ekologicznej chemii i inżynierii.
Dzięki zwęglonym włóknom z ptasich piór znacznie udoskonaliliśmy współczesne metody przechowywania wodoru i być może postawiliśmy pierwszy krok na drodze do rozwoju gospodarki energią opartej na wodorze - mówi profesor Richard Wool.
Włókna ptasich piór zbudowane są w większości z keratyny, naturalnego białka tworzącego mocne, puste w środku rurki. Gdy keratyna zostaje podgrzana, jeszcze bardziej się wzmacnia i staje się bardziej porowata, przez co zwiększa się jej powierzchnia. W wyniku procesu zwęglania otrzymujemy materiał, który jest w stanie przechowywać tyle samo, a może i więcej wodoru niż węglowe nanorurki czy wodorki metali - materiały, które są najpoważniejszymi kandydatami do produkcji zbiorników do przechowywania wodoru napędzającego samochodu. W przeciwieństwie jednak do nich ptasie pióra są tanie.
Jak oblicza Wool, jeśli w samochodzie napędzanym wodorem umieścimy zbiornik z ptasich piór, to cena pojazdu zwiększy się o 200 dolarów. Z kolei nanorurkowy zbiornik o pojemności 75 litrów kosztowałby 5,5 miliona USD, a zbudowany z wodorku metalu - około 30 000 dolarów.
Wodór może stać się paliwem przyszłości. Jest go bardzo dużo, a jego spalanie nie zanieczyszcza środowiska. Problem jednak w tym, że w formie gazowej zajmuje on 40-krotnie więcej przestrzeni niż benzyna, a w formie ciekłej można go przechowywać jedynie w bardzo niskich temperaturach.
Wodór ma tak małą gęstość, że gdybyśmy napełnili nim zwykły 75-litrowy zbiornik w temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym, to udałoby się przejechać mniej niż 2 kilometry. Zdaniem Woola zbudowany z ptasich piór zbiornik o pojemności 283 litrów pozwoli na przejechanie 483 kilometrów. Naukowcy chcą zwiększyć ten zasięg.
Zespół Woola pracuje też nad innymi zastosowaniami dla ptasich piór. Naukowiec myśli o dachach odpornych na działanie huraganów, lekkich częściach samochodowych czy ekologicznej płycie głównej dla komputerów.
Komentarze (20)
sig, 24 czerwca 2009, 13:51
No to ekoterroryści będą mieli zagwozdkę.... z jednej strony paliwo odnawialne (wodór) a z drugiej trzeba by roztoczyć wizję biednych ptaków hodowanych dla piór.
Przemek Kobel, 24 czerwca 2009, 14:17
Zależy od skali zjawiska. Albo kurze fermy będą miały nowe źródełko dochodu, albo będziemy musieli powołać strażników do ochrony wymierających wróbli i gołębi. Mnie martwi inny drobiazg: 300 litrów to jest pojemność zbiornika W CIĘŻARÓWCE.
piotrgal, 24 czerwca 2009, 14:23
ja to sie obawiam czego innego
wyobrazcie sobie ze wiekszosc samochodow jezdzi na wodor - zapotrzebowanie na rope spada na leb, gigantyczne fortuny zbudowane na ropie przewracaja sie jak te banki amerykanskie
za nimi bankrutuja kolejne firmy z ropowego lancucha pokarmowego itd. itd.
ten kryzys co teraz jest to moze sie okazac dziecinna igraszka
mikroos, 24 czerwca 2009, 14:56
Pomyśl o tym w inny sposób: ile nowych miejsc pracy i ile nowych łańcuchów pokarmowych powstanie.
Obecny kryzys miał jednak inne podłoże. Kluczową sprawą w nim nie było to, że upadł ten czy inny bank, ale to, że na rynku pojawiły się miliardy, jak nie biliony wirtualnych dolarów, które zostały rozdysponowane, ale nie było komu ich spłacać. Także mechanizm jest zupełnie inny.
PiTi81, 24 czerwca 2009, 15:23
Mnie ciekawi jak komuś wyszło, że na zbiorniku 75-litrowym samochód przejedzie < 2 km, a na zbiorniku 283-litrowym przejedzie 483 km. Ktoś mi to wyjaśni ?
mikroos, 24 czerwca 2009, 15:28
Kwestia ciśnienia i gęstości upakowania wodoru.
sig, 24 czerwca 2009, 15:36
Akurat nam tego typu kryzys byłby na rękę. Toć Rosja sprzedażą ropy i gazu ziemnego stoi, jak staną się zbędne (wodór jak najbardziej jest gazem i to o dużej wartości energetycznej, wiec by ziemny pewnie w wielu zastosowaniach mógł zastąpić) tamtejsza gospodarka runie jak domek z kart (dzięki czemu nie będziemy już mieć fatalnego położenia geopolitycznego, aktualnie jesteśmy między 2 potęgami).
mikroos, 24 czerwca 2009, 15:40
Słuszna uwaga. Inna rzecz, że wodór w ogóle nie jest surowcem strategicznym w klasycznym znaczeniu tego słowa. Każdy może wytworzyć wodór, o ile tylko ma dostęp do wody.
jendrysz, 25 czerwca 2009, 03:30
Tylko, że wyprodukowanie wodoru kosztuje, a ropę wyprodukowały nam mikroby. I chyba mogą ja nadal produkować.
Poza tym, mając wodę i węgiel można również wyprodukować ropę.
Ropę łatwiej przechowywać, transportować i nie potrzeba do tego olbrzymich zbiorników z ptasich piór.
Wodór bardzo łatwo łączy się z tlenem tworząc mieszankę wybuchową, a w zamkniętych pomieszczeniach może spowodować duszenie. Niestety jest bezbarwny i bezwonny.
Wodór związany przez węgiel może być znacznie bardziej bezpieczny. Do ogniw paliwowych, zamiast wodoru, można stosować benzynę, alkohol, itd.
Jedyne co trzeba rozwiązać, to kwestie sprawności takich ogniw.
waldi888231200, 25 czerwca 2009, 06:45
'' Tylko, że wyprodukowanie wodoru kosztuje, a ropę wyprodukowały nam mikroby. ''
To przecież biologicznie związany wodór z węglem.
mikroos, 25 czerwca 2009, 12:37
Ale ropę ktoś musi wydobyć i ktoś musi jej szukać. A im mniej jej jest, tym trudniej szukać i trudniej wydobywać.
Ale syntezy przeważnie są droższe od lizy, bo wymagają większego nakładu energii.
Póki co... poczekajmy na nowe technologie
Gaz ziemny też, a mimo to wypadki zdarzają się b. rzadko i niemal zawsze z winy nieostrożnego użytkownika
Gaz ziemny sam z siebie też, ale wzbogaca się go o substancję zapachową i problem znika.
A skąd weźmiesz ten alkohol? Z biomasy, która jest skrajnie nieekologiczna?
Faktycznie, drobiazg.
sig, 25 czerwca 2009, 18:09
Jest też dużo lżejszy od powietrza, wiec błyskawicznie ulotni się w górne warstwy atmosfery (o ile będzie miał taką możliwość) co czyni go bezpieczniejszym niż gaz ziemny a nawet benzyna (która rozlewa się po ziemi dużo dłużej stanowiąc zagrożenie. co do bezwonności i bezbarwności to już co odpisano.
ps ropy naftowej a więc i benzyny jest coraz mniej, Co prawda można produkować syntetyczną benzynę z węgla (aktualnie robi się to chyba tylko w RPA, bo tam jest taniutki), ale ten też wcześniej czy później się skończy. I wtedy zostaną nam jedynie paliwa odnawialne. mozna co prawda oprzeć je na roślinach, tyle że wtedy co z wyżywieniem? ziemia może dać ograniczoną ilość plonów, im więcej roślin pod uprawę przemysłową tym droższa żywność (na wskutek spadku podaży ( produkcja) przy takim samym popycie (zapotrzebowanie). Pozostaje co prawda napęd czysto elektryczny, ale na przełom w bateriach ani akumulatorach się nie zanosi (a szkoda, bo silnik spalinowy z wyjątkiem ilości energii uzyskiwanej z określonej masy jej nośnika ma w zasadzie same wady).
jendrysz, 26 czerwca 2009, 04:18
Syntezy w skali laboratoryjnej na pewno są droższe, ale już w skali przemysłowej wpływ mają inne czynniki. Oprócz chemicznej syntezy można użyć do produkcji mikroby. Wyprodukowanie litra alkoholu w tej chwili kosztuje jeden złoty.
Metan jakoś w samochodach przyjąć się nie może, w przenośnych kuchenkach, palnikach też nie stosuje się metanu, choć trzy razy tańszy od propanu. Wypadki zdarzają się rzadko, bo stosowany jest z dużymi ograniczeniami w zasadzie tylko do ogrzewania przy zachowaniu rygorystycznych przepisów.
Dlaczego gazu ziemnego nie stosują w samolotach skoro taki lekki i bezpieczny?
Samo nawanianie THT niewiele rozwiązuje. Metan unosi się do góry pod sufit, a nos nie zawsze tam sięga. Jeśli nie będzie sprawnego wywietrznika (oczywiście bez wentylatora) to utworzy nam się bomba z opóźnionym zapłonem. Na dodatek jeszcze jest bezbarwny i nie tak łatwo go zabarwić.
Biomasa skrajnie nieekologiczna? Mam jej pełno w ogrodzie i czasem po wiadomej produkcji.
jendrysz, 26 czerwca 2009, 04:20
Tylko ze ten gaz będzie używany w pomieszczeniach w czasie jego zużywania i w czasie jego produkowania, należy jeszcze pamiętać o rozdzielaniu, przechowywaniu. W transporcie będzie pod maską samochodu, może nawet dostać się do kabiny.
Te ulatnianie do atmosfery było ładnie widać na przykładzie Hindenburga. Wodór jest bezpieczny tylko w kosmosie. Częściowo zgadzam się, że metan jest prawie tak niebezpieczny jak wodór, ale propan, butan już jest do opanowania.
Nawanianie będzie dodatkowym obciążeniem dla ogniw paliwowych i już odpadnie argument, że zostaje tylko czysta woda.
Rozlaną benzynę widać i czuć, a wodoru nie zobaczycie, że zbiera się np. w puszkach prądowych pod sufitem.
Dlatego UE ogranicza produkcję, wprowadza limity?
Rośliny przemysłowe mogą rosnąć w takich miejscach gdzie zdrowa żywność nie powinna rosnąć. Jedno, drugiego nie wyklucza.
Benzynę mogą produkować też mikroby. Jakoś tego nikt nie chce zauważyć.
Przełomu nie ma, bo najtrudniej jest utrzymać energię. Stosunkowo dobrze robi to wodór związany przez węgiel.
Dlatego tę ilość energii najłatwiej uzyskać z benzyny. Nie potrzeba do tego kosmicznych technologi.
mikroos, 26 czerwca 2009, 10:56
Produkowanie ropy przez mikroby traktowałbym z dużą rezerwą. Po pierwsze ciągle nie ma technologii, a po drugie może się okazać, że kasa biomasy wytwarzanej na potrzeby produkcji ropy będzie tak wielka, że stanie się dla firm ważniejsza od kasy na wyżywienie ludzkości. btw. chciałbym kiedyś zobaczyć, jak gigantyczny obszar byłby potrzebny do postawienia fabryk ropy dla całej rozwijającej się ludzkości, a także logistykę i dostawy biomasy dla takiego projektu. Wolałbym też nie widzieć konsekwencji pojedynczej awarii w takim ośrodku.
Inna rzecz, że zakładanie, że synteza węglowodorów będzie zachodziła w sposób w 100% bezpieczny i bez bardzo łatwopalnych produktów, to bardzo optymistyczne założenie.
Natomiast co do (nie)bezpieczeństwa wodoru, Kolega chyba nie przeczytał tego, co wspomniano o (nie)bezpieczeństwie gazu ziemnego. Wystarczy prosty składnik zapachowy, a jeśli naprawdę będzie to konieczne, to wystarczy do niego dorzucić elektroniczny wykrywacz wodoru. Skoro sprzęt do wykrywania CO2 można dostać nawet za kilkadziesiąt złotych, to i wodów da się wykrywać w podobny sposób i w podobnej cenie.
sig, 26 czerwca 2009, 19:51
Zgadza się, paliła się tam powłoka pokryta łatwopalną substancją. Wodór ulotnił się w łamku sekundy (co było widać choćby po kolorze płomienia, bo ten zależy od spalanego materiału)
Benzynę mogą produkować też mikroby. Jakoś tego nikt nie chce zauważyć.Przełomu nie ma, bo najtrudniej jest utrzymać energię. Stosunkowo dobrze robi to wodór związany przez węgiel.
Dlatego tę ilość energii najłatwiej uzyskać z benzyny. Nie potrzeba do tego kosmicznych technologi.
Ano mogą, tylko że zajmuje to ch.....nie dużo czasu. Silniki spalinowe zamieniają na pracę użyteczna marne 30% energii dostarczonej w paliwie, bo zdecydowana większość idzie na zbędne (a wręcz szkodliwe) ciepło. Dlatego też napęd spalinowy nie ma przed sobą przyszłości.
Co zaś się tyczy samych upraw, to owszem rośliny pod uprawy przemysłowe nie mają aż tak dużych wymagań, tylko kto i jak zmusi rolników żeby dalej produkowali dla niepewnych producentów żywności (ci wymagają wysokiej jakości, więc nie wiadomo czy uda się uzyskać dobrą cenę. Zwłaszcza biorąc pod uwagę nieprzewidywalną pogodę) a nie dużo pewniejszych producentów paliw? Były już zawirowania na rynku jak biododatki z rzepaku wprowadzali (pewny zbyt, więc spadł obszar obsiany innymi, przeznaczonymi do spożycia roślinami) , a co dopiero czysto roślinne paliwo. Zresztą mamy za duże zużycie żeby te nieużytki je pokryły.
ps dużo lepszym paliwem od benzyny faktycznie byłby alkohol. Trzeba by tylko znieść akcyzę bo takowa znacznie podbija jego cenę. Obecnie jest stosowany np w najszybszych dragsterach (klasa top-fuel)
pps no chyba że mając na myśli paliwo roślinne miałeś na myśli glony rozkładające wodę na tlen i wodór (obiło mi się o uszy że odkryto gatunek czyniący to w pewnych warunkach)
jendrysz, 2 lipca 2009, 02:30
Czyli, wystarczyłoby zmienić powłokę na niepalną i sterowce spokojnie mogłyby sobie kursować? Ale ten ogień był trochę zbyt silny, jak na palącą się powłokę. Fakt, że tempo ucieczki wodoru dało efekt zdmuchnięcia ognia, jednak w pomieszczeniach ten efekt mógłby być zupełnie inny.
Oczywiście, tylko chodzi o to, z czego będziemy podawać tę energię. Wodór z natury jest trudny do opanowania. Dlatego trzeba go związać i do tego świetnie nadaje się węgiel.
Tylko w kosmosie wodór nie jest groźny i te wszystkie badanie przede wszystkim tam będą wykorzystane. Tu na Ziemi te mamienie, tym wodorem, służy tak naprawdę, zdobywaniu pieniędzy na badania.
Zawsze najtrudniejsze są początki.
Najciekawszy byłby metanol i może nawet kwas mrówkowy, tylko ze to nie jest tak medialne, jak mityczny (czysty) wodór.
jendrysz, 2 lipca 2009, 02:48
To są strachy na lachy.
Biogazy już się produkuje i awarie przy tym się zdarzają, a rolnictwo już idzie w kierunku produkcji tej biomasy na potrzeby przemysłowe. Może nawet, przez potrzebę odróżnienia produkcji przemysłowej od spożywczej będziemy mieli dokładniej kontrolowaną, zdrowszą żywność.
Żadna, zmagazynowana energia nie jest w 100% bezpieczna. Różnica polega na tym, że wodór jest bardziej lub mniej związany i przez to bardziej lub mniej kontrolowalny, w tym mniej lub bardziej bezpieczny.
Wykrywacze metanu stosuje się np. w kopalniach i zazwyczaj pomagają, ale nie zabezpieczają.
O bezpieczeństwie metanu i wodoru wspomniałem w sąsiedniej odpowiedzi dla sig-a i tu nie miałem ochoty się powtarzać.
Poza tym wszystkim, skoro ten wodór taki bezpieczny, to naukowcy niepotrzebnie męczą się nad pakowaniem wodoru w pióra, żele, itd.
mikroos, 2 lipca 2009, 02:56
To nie są strachy na lachy, bo areał potrzebny do wytwarzania realnych (czytaj: realnie użytecznych, a nie możliwych o zastosowania na pojedynczej farmie) ilości energii byłby wręcz gigantyczny. Oczywistą konsekwencją byłoby zmniejszenie areału dostępnego pod uprawy roślin konsumpcyjnych.
W jaki sposób?
Tu się zgadzam.
Sam odpowiedziałeś na to pytanie wcześniej: być może chodzi po prostu o zdobycie kasy na badania. Sam wspomniałeś też o tym, że dostępne dziś technologie, czyli np. detektory, jedynie wykrywają zagrożenie, ale zapobiegają jego przyczynom w znikomym stopniu. Oczywiście, że trzeba to ciągle rozwijać, nikt nie powiedział, że nie. Z drugiej jednak strony twierdzenie, że dziś nie mamy żadnych technologii pozwalających na kontrolowanie wodoru, też jest nieprawdą.
Pozdrawiam
thibris, 3 lipca 2009, 08:59
Tylko czy taka biedna, wygłodniała i obdarta ze swej mocarstwowości Rosja nie szukałaby komu tu przyłożyć ?