دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
بواسطه افزایش قیمت جهانی بنزین و نیز ارتقا استانداردهای زیست محیطی با هدف کاهش آلایندگی موتورها در بخش حمل و نقل، سوخت های جدیدی طراحی و به بازار ارائه شده اند که مقایسه آنها
می تواند بهترین گزینه را با توجه به شرایط بومی هر منطقه، بخصوص کشور ما مشخص نماید.
مصرف روزانه بیش از 65 میلیون لیتر بنزین در بخش حمل ونقل سهم عمده ای از هزینه های جاری کشور را به خود اختصاص داده است از طرفی قیمت تمام شده بالای بنزین و نیز محدودیت منابع تأمین این کالای استراتژیک باعث شده است تا ایران همچون بسیاری از کشورها به فکر استفاده از سوختهای جایگزین با قابلیت های بهتر باشد که از جمله مهمترین آنها می توان به اتانول، متانول،HCNG ،CNG ، LPG و سوخت دیزل GTL اشاره کرد. درکشور ما برخورداری از منابع غنی گاز طبیعی باعث شده است تا CNG بعنوان سوخت جایگزین که علاوه برقیمت کمتر از آلایندگی پایین تری نیز برخوردار است، گزینه مناسبی بنظر برسد . این در حالیست که CNG در دنیا سوخت جدیدی محسوب نمی شود، چرا که حضور این سوخت در بخش حمل و نقل از سال 1920 به چشم می خورد و درحال حاضر میلیونها خودروی گاز سوز در برخی کشورهای جهان همچون آرژانتین، برزیل، پاکستان، امریکا، ایتالیا، چین و ایران در خیابانها و جاده ها تردد می کنند. سوخت HCNG نیز از جمله سوختهای جدیدی است که در کشورهای اروپایی و برخی کشورهای دیگر مورد استفاده قرار
می گیرد که تولید NOX در آن نزدیک به صفر می باشد. در ادامه بعد از معرفی سوخت هیدروژن و CNG به شرح تفصیلی در مورد HCNG خواهیم پرداخت.
امروزه گاز هیدروژن برای استفاده در موتورهای احتراقی و خودروهای الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. هیدروژن در دما و فشار طبیعی، یک گاز است و به این علت، انتقال و ذخیره آن از سوخت های مایع دیگر، دشوارتر است. سامانه هایی که برای ذخیره هیدروژن توسعه یافته‌اند، عبارتند از:
هیدروژن فشرده، هیدروژن مایع و پیوند شیمیایی میان هیدروژن و یک ماده ذخیره (برای مثال، هیدرید فلزات) که اصطلاحا به آن روش حل کردن هم گفته می شود.
- در روش فشرده سازی، مخازنی همانند مخازن CNG که در فشار زیاد (در بعضی موارد تا 700 بار) هیدروژن در آنها نگهداری می‌شود، به عنوان مخزن استفاده می‌شود.
- در روش مایع‌سازی، در دماهای بسیار پایین (بیش از 200 درجه زیر صفر) هیدروژن به صورت مایع نگهداری می‌شود. مشکل این روش هزینه زیاد نگهداری دمای پایین است. این روش حتی برای انتقال گاز مایع و به مقدار انبوه نیز در فواصل کمتر از 5000 کیلومتر اقتصادی نیست.
- در روش حل کردن، از فلزاتی که به صورت متخلخل هستند و سطح زیادی دارند، به عنوان منبع استفاده می‌شود. هیدروژن با حل شدن در این فلزات، ذخیره می‌شود و با کاهش فشار و نیز افزایش دما، حلالیت فلز کاهش یافته هیدروژن آن جدا میگردد.
با این که تاکنون هیچ سامانه حمل و نقل و توزیع مناسبی برای هیدروژن وجود نداشته، اما توانایی تولید این سوخت از مجموعه متنوعی از منابع و خصوصیت پاک سوز بودن آن، هیدروژن را به سوخت جانشین مناسبی تبدیل کرده است.
هیدروژن ساده‌ترین و سبک‌ترین سوخت های گازی است که در فشار اتمسفری و دمای جوی حالت گاز دارد. سوخت هیدروژن همان گاز خالص هیدروژن نیست، بلکه مقدار کمی اکسیژن و دیگر مواد را نیز با خود دارد. منابع تولید سوخت هیدروژن شامل گاز طبیعی، زغال سنگ، بنزین و الکل متیلیک هستند. فرآیند فتوسنتز در باکتری ها یا جلبک ها و یا شکافتن آب به دو عنصر هیدروژن و اکسیژن به کمک جریان الکتریسیته یا نور مستقیم خورشید از آب، روش های دیگری برای تولید هیدروژن هستند.
در صنعت و آزمایشگاه های شیمی، تولید هیدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدنی است:
1. الکترولیز
- تولید گاز مصنوعی از بازسازی بخار یا اکسیداسیون ناقص
در روش الکترولیز با استفاده از انرژی الکتریکی، مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند. انرژی الکتریکی را می‌توان از هر منبع تولید الکتریسیته که شامل سوخت های تجدیدپذیر نیز می‌شوند، به دست آورد. وزارت انرژی آمریکا به این نتیجه رسیده است که استفاده از روش الکترولیز برای تولید مقادیر زیاد هیدروژن در آینده مناسب نخواهد بود.
روش دیگر برای تولید گاز مصنوعی، استفاده از بخار به همراه گاز طبیعی است. در این روش، می‌توان از هیدروکربن‌های دیگر نیز به عنوان ذخایر تأمین مواد استفاده کرد. برای نمونه، می‌توان زغال سنگ و دیگر مواد آلی (بیوماس) را به حالت گازی درآورد و آن را در فرآیند یاد شده برای تولید هیدروژن به کار برد. از طرفی چون هیدروکربن های فسیلی محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است دید خود را به سمت استفاده از منابع تجدید شونده معطوف کنیم.
گاز هیدروژن می تواند هم از منابع اولیه تجدیدپذیر و هم از منابع تجدیدناپذیر تولید شود. امروزه تولید گاز هیدروژن از منابع تجدیدپذیر به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را می پیماید. این در حالی است که تولید گاز هیدروژن از منابع تجدیدناپذیر به ویژه منابع فسیلی به علت محدود بودن این منابع روز به روز کاهش
می یابد.
گاز هیدروژن در اثر واکنش های تخمیری میکروارگانیسم های زنده، به ویژه باکتری ها و مخمر ها روی بیوماس، تولید می شود. بیوماس از منابع اولیه تجدید پذیر است که از موادی مانند علوفه، ضایعات گیاهان و فضولات حیوانات به دست می آید. در روند تولید گاز هیدروژن، باکتری های بی هوازی با استفاده از پدیده تخمیر، مواد آلی و آب را به گاز هیدروژن تبدیل می کنند. برای تولید هیدروژن به وسیله باکتری ها دو نوع تخمیر وجود دارد: یک نوع تخمیر نوری است که در آن به منبع نور نیاز است و نوع دیگر، تخمیر در تاریکی است که نیازی به نور ندارد. در این واکنش ها منابع کربنی زیادی استفاده می شود که همگی از بیوماس تأمین می شوند.
در طبیعت میکروارگانیسم های بی هوازی در غیاب اکسیژن و با استفاده از پدیده تخمیر، گاز هیدروژن تولید می کنند، ولی مقدار این گاز از نظر کمی پایین است و از نظر اقتصادی برای مصارف صنعتی و خانگی و ... قابل توجیه نیست؛ از این رو باید با استفاده از روش هایی، بازده تولید گاز هیدروژن را افزایش داد. یکی از روش هایی که می توان بازده تولید گاز هیدروژن را بالا برد، تغییرات ژنتیک در ژنوم این باکتری ها با استفاده از روشهای مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی است. روش دیگر، استفاده از ترکیبی از باکتری های هوازی و
بی هوازی در کنار هم است. در این روش چون باکتری های بی هوازی در فرآیند تخمیر تولید اسید های آلی
می کنند، رفته رفته محیط واکنش اسیدی می شود و PH پایین می آید؛ از این رو تولید هیدروژن کاهش می یابد. ولی هنگامی که باکتری های هوازی در محیط باشند، از اسید های آلی استفاده و آنها را از محیط خارج می کنند؛ در نتیجه راندمان تولید گاز هیدروژن بالا می رود.
شامل 65 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
