Idrogeno: rendimento del motore a combustione

[agricolo]

Non si volevano neanche le bombole al metano da 200 bar eppure oggi sono realta'.

Fosse per me non ci sarebbero neanche quelle. Ci sono mille modi per sfruttare convenientemente il metano a punto fisso tramite gasdotto (riscaldamento e grandi motori stazionari, ad esempio), usarlo per autotrazione PER ME è una vaccata.

 

[ch4]

a me risulta che questa tecnologia è stata abbandonata perché la combustione diretta dell'idrogeno produrrebbe co2
[edit:] anche se chimicamente non mi figuro la reazione

La combustione dell'idrogeno sia diretta che indiretta (cella a combustibile) porta sempre ad acqua secondo la reazione
H2 + 1/2 O2 ----&gt H2O
se non si ha carbonio tra i reagenti non puoi averlo tra i prodotti!

i problemi di inquinamento più gravi non sono in fase di combustione, ma in fase di produzione perché il processo ordinario è quello per reforming a partire dagli idrocarburi, con grande produzione di gas serra.

L'idrogeno si può produrre in un'infinità di modi tra i quali l'idrolisi dell'acqua.

Comunque, se anche fosse mi sembrerebbe strano l'utilizzo di idrocarburi per produrre idrogeno da destinare alla riduzione dell'uso di idrocarburi.

se fai mente locale, ti sembrerebbe ancora più strano produrre per idrolisi (quindi con immissione di energia) dell'idrogeno da ricomporre poi con l'ossigeno.
perché il bilancio energetico sarebbe sicuramente in perdita alla fine del ciclo per via dei rendimenti e delle perdite in stoccaggio.

per idrolisi dall'acqua si produce l'ossigeno medicale, per esempio, perché lì l'interesse non è quello energetico ma quello dell'uso diretto del gas, e il costo economico (ed energetico) è giustificato.

qui ho trovato un articolo divulgativo interessante sulla produzione industriale di idrogeno: http://www.focus.it/scienza/energia/idrogeno-come-si-fa_C39.aspx

pare che il 90 e passa % dell'idrogeno sia attualmente prodotto a partire dagli idrocarburi

Che venga prodotto dagli "idrocarburi" non è scritto nell'articolo in cui parla di metano (e qui potrebbe starci il termine essendo l'idrocarburo più semplice) e di metanolo ovverossia l'alcol più semplice, quindi non un idrocarburo che, come dovrebbe esser noto nella molecola dovrebbe contenere solo carbonio ed idrogeno. Che poi l'idrogeno non sia una fonte di energia bensì solo un modo per trasportarla (al pari di una batteria) è addirittura lapalissiano. Che sia conveniente il suo utilizzo partendo dal metano per arrivare poi ad utilizzarlo al posto del metano poi mi pare addirittura folle pensarlo sia per problemi di ordine energetico (considerando l'efficienza globale e non solo del motore finale), di ordine di peso (serbatoi da 700 bar anzichè 200 comportano aggravi di peso esagerati) di sicurezza, l'idrogeno è molto più infiammabile e forma miscele esplosive in un range di concentrazioni molto più alte rispetto al metano. E' chiaro che la ricerca debba esplorare tutte le direzioni e sviscerare tutti i problemi connessi all'utilizzo anche dell'idrogeno ma mi viene da pensare ad una ipotetica rete di distribuzione di idrogeno. Come si penserebbe di realizzarla? Con autocisterne in pressione? oltre a trasportare troppo poco sarebbero un rischio esagerato sulle strade (anche per il maggior numero di viaggi necessari). Con condotte dedicate? pensate alle difficoltà per la costruzione di distributori a metano nonostante la penisola sia già quasi tutta metanizzata e poi considerate anche che il metano è molto più inerte chimicamente nei confronti dell'H2.

 

[ch4]

Tutto questo con l'enorme differenza che, per quanto detto, non puoi produrre energia elettrica a Milano e portarla a Bari, viceversa puoi costruire un gasdotto che porti l'idrogeno tranquillamente da Milano a Bari.

il tutto a costo zero.
o lo fanno le fate?

...e sempre in totale sicurezza, ovviamente

Certamente, come per il caso del metano l'idrogeno non ha necessita' alcuna di essere trasportato in pressione.

Regards,
The frog

Il metano viene trasportato ad alta pressione (credo sui 20 bar) quindi a media (5 bar) e solo in prossimità degli utilizzatori (reti cittadine) a bassa pressione (circa 180 mm di acqua) e nelle centrali di decompressione il gas deve venir riscaldato per compensare il raffreddamento dello stesso a causa dell'espansione adiabatica che potrebbe causare la condensa di quel poco di umidità ancora presente che potrebbe causare il blocco nell'erogazione nei punti bassi della rete stante le bassissime pressioni finali

 

[Frallog1]

Tutto questo con l'enorme differenza che, per quanto detto, non puoi produrre energia elettrica a Milano e portarla a Bari, viceversa puoi costruire un gasdotto che porti l'idrogeno tranquillamente da Milano a Bari.

il tutto a costo zero.
o lo fanno le fate?

...e sempre in totale sicurezza, ovviamente

Certamente, come per il caso del metano l'idrogeno non ha necessita' alcuna di essere trasportato in pressione.

Regards,
The frog

Il metano viene trasportato ad alta pressione (credo sui 20 bar) quindi a media (5 bar) e solo in prossimità degli utilizzatori (reti cittadine) a bassa pressione (circa 180 mm di acqua) e nelle centrali di decompressione il gas deve venir riscaldato per compensare il raffreddamento dello stesso a causa dell'espansione adiabatica che potrebbe causare la condensa di quel poco di umidità ancora presente che potrebbe causare il blocco nell'erogazione nei punti bassi della rete stante le bassissime pressioni finali

Grazie dell'informazione. Ma comunque vuoi mettere 20 bar con 200 bar di stoccaggio nel serbatoio dell'autoveicolo?

Regards,
The frog

 

[Frallog1]

Non si volevano neanche le bombole al metano da 200 bar eppure oggi sono realta'.

Fosse per me non ci sarebbero neanche quelle. Ci sono mille modi per sfruttare convenientemente il metano a punto fisso tramite gasdotto (riscaldamento e grandi motori stazionari, ad esempio), usarlo per autotrazione PER ME è una vaccata.

Non lo mettevo in dubbio. Se tu fossi nato 200 anni fa saresti contro le locomotive a vapore.

Regards,
The frog

 

[alt]

Io 200 anni fa sarei stato favorevole alle locomotive a vapore in quanto unico mezzo di trasporto a lungo raggio che non fosse il cavallo; ad oggi sono contrario all'uso della locomotiva a vapore...spero non ci sia necessità di spiegarne i motivi.
Tutto il contrario per l'idrogeno su autotrazione: i motivi sono qui stati spiegati esaustivamente (almeno per chi ha una minima conoscenza di chimica-fisica)...e poi ESISTONO ALTERNARTIVE PIU' ECONOMICHE E SICURE, cosa che non accadeva con la locomotiva a vapore!!!
Non vedo perchè incaponirsi su una pseudo soluzione che è tale solo da un punto di vista demagogico-pubblicitario.
Almeno il mio giudizio sopra esposto vale se per idrogeno intendiamo: lo ricavo per idrolisi o dall'idrocarburo, lo trasporto con le cisterne al distributore di carburante e poi lo vendo su auto dotate di appositi serbatoi.....magari "criogenici" da -200° per tenerlo liquido :lol: :lol: :lol: :lol:

 

[agricolo]

Non si volevano neanche le bombole al metano da 200 bar eppure oggi sono realta'.

Fosse per me non ci sarebbero neanche quelle. Ci sono mille modi per sfruttare convenientemente il metano a punto fisso tramite gasdotto (riscaldamento e grandi motori stazionari, ad esempio), usarlo per autotrazione PER ME è una vaccata.

Non lo mettevo in dubbio. Se tu fossi nato 200 anni fa saresti contro le locomotive a vapore.

Regards,
The frog

Leggi meglio.

 

[Frallog1]

Io 200 anni fa sarei stato favorevole alle locomotive a vapore in quanto unico mezzo di trasporto a lungo raggio che non fosse il cavallo; ad oggi sono contrario all'uso della locomotiva a vapore...spero non ci sia necessità di spiegarne i motivi.
Tutto il contrario per l'idrogeno su autotrazione: i motivi sono qui stati spiegati esaustivamente (almeno per chi ha una minima conoscenza di chimica-fisica)...e poi ESISTONO ALTERNARTIVE PIU' ECONOMICHE E SICURE, cosa che non accadeva con la locomotiva a vapore!!!
Non vedo perchè incaponirsi su una pseudo soluzione che è tale solo da un punto di vista demagogico-pubblicitario.
Almeno il mio giudizio sopra esposto vale se per idrogeno intendiamo: lo ricavo per idrolisi o dall'idrocarburo, lo trasporto con le cisterne al distributore di carburante e poi lo vendo su auto dotate di appositi serbatoi.....magari "criogenici" da -200° per tenerlo liquido :lol: :lol: :lol: :lol:

E quale sarebbe l'alternativa piu' economica e sicura? L'elettrico? Per carita'.

Regards,
The frog

 

[Frallog1]

Non si volevano neanche le bombole al metano da 200 bar eppure oggi sono realta'.

Fosse per me non ci sarebbero neanche quelle. Ci sono mille modi per sfruttare convenientemente il metano a punto fisso tramite gasdotto (riscaldamento e grandi motori stazionari, ad esempio), usarlo per autotrazione PER ME è una vaccata.

Non lo mettevo in dubbio. Se tu fossi nato 200 anni fa saresti contro le locomotive a vapore.

Regards,
The frog

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Quali sarebbero questi grandi motori stazionari di cui parli? Sarebbero applicabili all'autotrazione?

Regards,
The frog

 

[alt]

Io 200 anni fa sarei stato favorevole alle locomotive a vapore in quanto unico mezzo di trasporto a lungo raggio che non fosse il cavallo; ad oggi sono contrario all'uso della locomotiva a vapore...spero non ci sia necessità di spiegarne i motivi.
Tutto il contrario per l'idrogeno su autotrazione: i motivi sono qui stati spiegati esaustivamente (almeno per chi ha una minima conoscenza di chimica-fisica)...e poi ESISTONO ALTERNARTIVE PIU' ECONOMICHE E SICURE, cosa che non accadeva con la locomotiva a vapore!!!
Non vedo perchè incaponirsi su una pseudo soluzione che è tale solo da un punto di vista demagogico-pubblicitario.
Almeno il mio giudizio sopra esposto vale se per idrogeno intendiamo: lo ricavo per idrolisi o dall'idrocarburo, lo trasporto con le cisterne al distributore di carburante e poi lo vendo su auto dotate di appositi serbatoi.....magari "criogenici" da -200° per tenerlo liquido :lol: :lol: :lol: :lol:

E quale sarebbe l'alternativa piu' economica e sicura? L'elettrico? Per carita'.

Regards,
The frog

Bha....metano, alcool (dove è consentito/possibile).
Per ottenere l'idrogeno attualmente inquini lo stesso.

 

[ch4]

Resta il fatto, per tornare al punto iniziale, che, una volta assodato che l'idrogeno non è una fonte di energia ma un vettore di energia che permette un utilizzo in ambienti cittadini senza emissioni LOCALI di inquinanti (idrocarburi, ossidi di azoto, anidridi solforosa o solforica ecc) e senza considerare al momento il vantaggio di trasportare l'energia in tal modo rispetto ad es. con batterie, la domanda iniziale era "un motore a combustione ad H2 è meglio dell'accoppiata fuel cell e motore elettrico?"
Proprio in virtù di un utilizzo dell'idrogeno, al pari delle auto elettriche, per ridurre l'inquinamento cittadino e trascurando anche i rendimenti massimi raggiungibili dalle due soluzioni io ritengo migliore l'uso delle celle a combustibile rispetto al motore a scoppio per il seguente motivo:
Un motore a scoppio, quale che sia il carburante utilizzato, produrrà sempre ossidi d'azoto durante il suo funzionamento, cosa che non avviene con la cella a combustibile oltre a notevoli quantitativi di vapore acqueo mentre dalla cella a combustibile l'acqua esce in forma liquida. Quindi per l'uso cui dovrebbe essere destinata l'auto ad H2 mi pare la soluzione a fuel cell più indicata. Inoltre tale soluzione si presterebbe anche ad un utilizzo "ibrido" al pari di una qualsiasi Prius che consentirebbe, in ambito cittadino, l'utilizzo di celle più piccole col supporto di un pacco batterie appena un poco più grande per sopperire ai picchi di richieste di potenza.

 

[alt]

In un ciclo ideale il rendimento non è influenzato dal carburante utilizzato.
Nella realtà le cose vanno diversamente, in primis, ma non solo, per i diversi r.c. utilizzati e per il diverso rapporto stechio, qualora si sia costretti a seguirne uno.
Ma qui ci si addentra in discorsi complicati, come il fatto che il carburante andrebbe poi, per fare il confronto intendo, misurato in massa e non in volume.
Ma, sintetizzando, chi me lo fa fare di spendere 100 per ottenere tot kg di idrogeno che poi mi ridaranno nella combustione...facciamo 80?
Poi, se il motore ha un rendimento (eccellente) di 30 alla fine spendendo 100 ho ottenuto energia per 24.
Se avessi direttamente buttato 100 dentro il medesimo motore avrei ottenuto 30, cioè circa 1/3 più conveniente.
Dove la vedete la convenienza economica nell'usare H2 atteso che l'uso di quel "carburante" (si fa per dire) di per se non migliora il rendimento del propulsore?

 

[Frallog1]

Resta il fatto, per tornare al punto iniziale, che, una volta assodato che l'idrogeno non è una fonte di energia ma un vettore di energia che permette un utilizzo in ambienti cittadini senza emissioni LOCALI di inquinanti (idrocarburi, ossidi di azoto, anidridi solforosa o solforica ecc) e senza considerare al momento il vantaggio di trasportare l'energia in tal modo rispetto ad es. con batterie, la domanda iniziale era "un motore a combustione ad H2 è meglio dell'accoppiata fuel cell e motore elettrico?"
Proprio in virtù di un utilizzo dell'idrogeno, al pari delle auto elettriche, per ridurre l'inquinamento cittadino e trascurando anche i rendimenti massimi raggiungibili dalle due soluzioni io ritengo migliore l'uso delle celle a combustibile rispetto al motore a scoppio per il seguente motivo:
Un motore a scoppio, quale che sia il carburante utilizzato, produrrà sempre ossidi d'azoto durante il suo funzionamento, cosa che non avviene con la cella a combustibile oltre a notevoli quantitativi di vapore acqueo mentre dalla cella a combustibile l'acqua esce in forma liquida. Quindi per l'uso cui dovrebbe essere destinata l'auto ad H2 mi pare la soluzione a fuel cell più indicata. Inoltre tale soluzione si presterebbe anche ad un utilizzo "ibrido" al pari di una qualsiasi Prius che consentirebbe, in ambito cittadino, l'utilizzo di celle più piccole col supporto di un pacco batterie appena un poco più grande per sopperire ai picchi di richieste di potenza.

Mai sentito parlari di filtri DENOX?

http://www.omnifurgone.it/magazine/823/bosch-nuovi-filtri-denox

Regards,
The frog

 

[Frallog1]

In un ciclo ideale il rendimento non è influenzato dal carburante utilizzato.
Nella realtà le cose vanno diversamente, in primis, ma non solo, per i diversi r.c. utilizzati e per il diverso rapporto stechio, qualora si sia costretti a seguirne uno.
Ma qui ci si addentra in discorsi complicati, come il fatto che il carburante andrebbe poi, per fare il confronto intendo, misurato in massa e non in volume.
Ma, sintetizzando, chi me lo fa fare di spendere 100 per ottenere tot kg di idrogeno che poi mi ridaranno nella combustione...facciamo 80?
Poi, se il motore ha un rendimento (eccellente) di 30 alla fine spendendo 100 ho ottenuto energia per 24.
Se avessi direttamente buttato 100 dentro il medesimo motore avrei ottenuto 30, cioè circa 1/3 più conveniente.
Dove la vedete la convenienza economica nell'usare H2 atteso che l'uso di quel "carburante" (si fa per dire) di per se non migliora il rendimento del propulsore?

E qui caschi perche' come si e' ipotizzato il motore a idrogeno turbo con ERS ha un rendimento pari a 60 non a 30.

Regards,
The frog

 

[ch4]

Resta il fatto, per tornare al punto iniziale, che, una volta assodato che l'idrogeno non è una fonte di energia ma un vettore di energia che permette un utilizzo in ambienti cittadini senza emissioni LOCALI di inquinanti (idrocarburi, ossidi di azoto, anidridi solforosa o solforica ecc) e senza considerare al momento il vantaggio di trasportare l'energia in tal modo rispetto ad es. con batterie, la domanda iniziale era "un motore a combustione ad H2 è meglio dell'accoppiata fuel cell e motore elettrico?"
Proprio in virtù di un utilizzo dell'idrogeno, al pari delle auto elettriche, per ridurre l'inquinamento cittadino e trascurando anche i rendimenti massimi raggiungibili dalle due soluzioni io ritengo migliore l'uso delle celle a combustibile rispetto al motore a scoppio per il seguente motivo:
Un motore a scoppio, quale che sia il carburante utilizzato, produrrà sempre ossidi d'azoto durante il suo funzionamento, cosa che non avviene con la cella a combustibile oltre a notevoli quantitativi di vapore acqueo mentre dalla cella a combustibile l'acqua esce in forma liquida. Quindi per l'uso cui dovrebbe essere destinata l'auto ad H2 mi pare la soluzione a fuel cell più indicata. Inoltre tale soluzione si presterebbe anche ad un utilizzo "ibrido" al pari di una qualsiasi Prius che consentirebbe, in ambito cittadino, l'utilizzo di celle più piccole col supporto di un pacco batterie appena un poco più grande per sopperire ai picchi di richieste di potenza.

Mai sentito parlari di filtri DENOX?

http://www.omnifurgone.it/magazine/823/bosch-nuovi-filtri-denox

Regards,
The frog

Certo che ne ho sentito parlare e sono comunque una complicazione ulteriore che richiedono aggiunta di urea per il funzionamento e comunque aggravi di peso e complessità ingegneristica. Pensa alla soluzione a fuel cell, senza catalizzatore, DENOX, radiatori, alberi di trasmissione, con la coppia max disponibile sin da subito, con la possibilità sullo stesso telaio di montare una t.a. oppure una t.p. o t.i. a piacimento senza rivoluzionare alcunchè.
E tutto ciò senza contare il rendimento globale!
Se almeno poi fosse possibile una soluzione bi-fuel motore a scoppio H2 - benzina come avviene per il metano uno almeno non avrebbe il problema dell'autonomia mentre per le fuel cell esistono progetti (già avanzati) per un utilizzo anche con metanolo o con acido formico.
Resto pertanto dell'idea che l'unica possibilità per l'H2 sia legata alle fuel cell e che per il motore a scoppio sia ancora migliore l'utilizzo diretto del metano magari percorrendo la strada dell'ottimizzazione delle prestazioni con tale combustibile anzichè adattare semplicemente un vecchio motore a benzina. D'altronde è la strada adottata da VW, ma non solo, nei suoi ultimi motori a CH4.