απο το υδωρ στο υδρογονο τελική παρουσίαση 1

19
ΑΠΟ ΤΟ ΥΔΩΡ ΣΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ Ερευνητική Εργασία Α΄ Τετραμήνου. Γενικό Λύκειο Πελοπίου. Α΄ Λυκείου

Transcript of απο το υδωρ στο υδρογονο τελική παρουσίαση 1

ΑΠΟ ΤΟ ΥΔΩΡ ΣΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ

Ερευνητική Εργασία Α΄ Τετραμήνου. Γενικό Λύκειο Πελοπίου. Α΄ Λυκείου

ΟΙ ΥΔΑΤΙΝΟΙ ΠΟΡΟΙ ΩΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΗΓΗ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥΣ (Χαρίλαος Κωνσταντακόπουλος)

Αρχικά, την ενέργεια του νερού των ποταμών την αξιοποίησε ο άνθρωπος για την κίνηση νερόμυλων. Η ενέργεια του κινούμενου νερού χρησιμοποιήθηκε για την κοπή ξύλων με τα νεροπρίονα, για την επεξεργασία υφασμάτων με τις νεροτριβές, αλλά και για την παρασκευή πολεμοφοδίων.

Σήμερα το κινούμενο νερό χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Γι’ αυτό και αποτελεί ενίοτε αιτία πολέμου:

Η Τουρκία κινδυνεύει να προκαλέσει πόλεμο με τη Συρία και το Ιράκ.

Στην περιοχή των Βαλκανίων υπάρχει τέτοια γεωμορφολογία που δημιουργεί σύνθετες αλληλεξαρτήσεις.

Η πρόσβαση στο νερό αποτελεί εξίσου μεγάλο πρόβλημα και για τους λαούς της Ασίας.

Ο συγκρούσεις που έγιναν το 2006 στην Αιθιοπία

Το νερό στην προβιομηχανική ανάπτυξη (Διαμάντω Κούφη)

Από το 16ο αιώνα άρχισαν να εμφανίζονται κατά μήκος του Λούσιου ποταμού οι πρώτες βιοτεχνικές εγκαταστάσεις που εκμεταλλεύου τη δύναμη του νερού. Με βάση την υδροκίνηση άρχισαν να κατασκευάζονται υδροκίνητες εγκαταστάσεις όπως νερόμυλοι (που άλεθαν κυρίως δημητριακά), μπαρουτόμυλους, νεροτριβές, βυρσοδεψεία, νεροπρίονα και μαντάνια.

1.Το συγκρότημα μύλων του Ιωσήφ, (κάτω από τη γέφυρα Μπαρμπίνη στο δρόμο Δημητσάνας-Ζάτουνας ).

2.Τους ιστορικούς Αντωνοπουλαίικους μύλους (στην περιοχή της γέφυρας Κοντού κάτω από το Παλαιοχώρι).

3.Το συγκρότημα των εγκαταστάσεων του Κεφαλαριού του Αϊ-Γιάννη.

4.Τους μύλους στην περιοχή Αγίου Δημητρίου (Σαβαλά) (στο δρόμο Δημητσάνας-Στεμνίτσας).

5.Τις εγκαταστάσεις στη γέφυρα του Ατσίχολου.

6.Τις εγκαταστάσεις κάτω από τη Μονή Καλαμίου.

Το νερό του Λούσιου ποταμού υπήρξε για αιώνες η βασική πηγή ενέργειας της προβιομηχανικής περιόδου και βοήθησε τόσο στην τεχνολογική όσο και στην οικονομική της εξέλιξη.

Το νερό στην προβιομηχανική ανάπτυξη - Δημητσάνα

Το Νερό στην υπηρεσία της ανάπτυξης - Δημητσάνα

Η ζωή στο Μύλο - Δημητσάνα

Η ζωή στο Μύλο - Δημητσάνα

Ο πλούτος - Δημητσάνα

Πως το νερό παράγει ενέργεια(Γεωργία Κατσίκα)

Με την εκμετάλλευση της δύναμης της κίνησης του νερού σε μεγάλα ποτάμια.

Από την αλλαγή της παλίρροιας. Παλιρροϊκά εργοστάσια παραγωγής λειτουργούν με τη δύναμη της αλλαγής παλίρροιες.

Είναι από την εκμετάλλευση της δύναμης των κυμάτων

Με την αξιοποίηση των θερμικών διαφορών στο νερό ωκεανού.

Η Λειτουργία ενός Υδροηλεκτρικού Εργοστασίου (Γεωργία Μαντζαβίνου)

Αρχικά κατασκευάζεται ένα φράγμα, το οποίο συγκρατεί το νερό σε μια τεχνητή λίμνη (ταμιευτήρα).

Στο κάτω μέρος του φράγματος τοποθετούνται υδατοφράκτες.Με τη βοήθειά τους ρυθμίζεται η ποσότητα ροής του νερού από τον ταμιευτήρα προς την τουρμπίνα μέσω του υδαταγωγού.

Α: Γεννήτρια Β: Τουρμπίνα(1) Στάτορας (2) Ρότορας (3) θυρίδα (4) πτερύγια (5) Είσοδος ρέοντος νερού (6) Άξονας σύνδεσης τουρμπίνας - γεννήτριας

• Το πρώτο φράγμα που κατασκευάστηκε στην Ελλάδα ήταν στην αρχαία Αλυζία της Ακαρνανίας μεταξύ 1ου και 5ου π.Χ. αιώνα

ΤΑ ΦΡΑΓΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ (Γεωργία Κατσίκα)

•Το πρώτο σύγχρονο φράγμα ήταν του Μαραθώνα το οποίο κατασκευάστηκε από την ΕΥΔΑΠ το 1931

•Ο Αλιάκμονας διακόπτεται από τέσσερα φράγματα: της Σφηκιάς, του Πολυφύτου, των Ασωμάτων και της Αγίας Βαρβάρας

ΤΑ ΦΡΑΓΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ (Γεωργία Κατσίκα)

• Ένα από τα αξιοθέατα της Αρκαδίας είναι το φράγμα του ποταμού. Η μέση ολική ετήσια ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από το σταθμό είναι 350 GWh.

• Ο Πηνειός της Πελοποννήσου βρίσκεται στο νομό Ηλείας. Φέρει φράγμα ύψους 50 m και μήκους 200 m. νερά του Πηνειού ταμιεύονται στην ομώνυμη τεχνητή λίμνη, συνολικής χωρητικότητας 460 x 106 m3. Τα νερά της τεχνητής λίμνης χρησιμοποιούνται μόνο για άρδευση.

Το υδρογόνο ως καύσιμο (Ανδρέας Κασκούτης)1 kg υδρογόνου περιέχει την ίδια ποσότητα ενέργειας με 2,1 kg φυσικού αερίου ή 2,8 kg βενζίνης, ενώ κατά την καύση του παράγεται απλά και μόνο …νερό(!)

Τα πλεονεκτήματα του πολλά:

1. Εξοικονόμηση έως και 50% στο καύσιμο κάθε κινητήρα.

2. Αυξάνει την δύναμη και τις επιδόσεις του οχήματός σας.

3. Μειώνει τις εκπομπές CO2 δηλαδή τα επιβλαβή καυσαέρια έως και 80%.

4. Μειώνει τη θερμοκρασία του κινητήρα.

5. Καταργεί τα κατάλοιπα άνθρακα.

6. Χαμηλότερος θόρυβος του κινητήρα 25% - 30%.

Το υδρογονο –Συγχρονος τροπος παραγωγης ενεργειας. (Χρυσικόπουλος Αναστάσιος)

Πλεονεκτήματα: Ελάχιστες εκπομπές ρύπων. Αθόρυβη λειτουργία και μικρή συντήρηση.Μεγάλη απόδοση στην μετατροπή ηλεκτρισμού της τάξης του 40-65% .

Σαν αέριο ή υγρό, το υδρογόνο μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί σε κάθε εφαρμογή όπου χρησιμοποιούνται σήμερα τα καύσιμα.Κοστίζει λιγότερο για την μεταφορα του.Ειναι πιο ασφαλές από όλα τα καύσιμα.

Μειονεκτήματα Η χρήση του υδρογόνου ως πηγή ενέργειας τις επόμενες δεκαετίες ίσως βλάψει σημαντικά το στρώμα του όζοντος. Σύμφωνα με υπολογισμούς, η διαρροή από τις μονάδες παραγωγής, αποθήκευσης και διανομής του καυσίμου θα αντιστοιχεί στο 20% της ολικής ποσότητας υδρογόνου. Το μεγάλο οικονομικό κόστος που συνεπάγεται η χρήση τους.

Κυψέλη καυσίμου πολυμερισμένης μεμβράνης (PEM)

Κυψέλη καυσίμου φωσφορικού οξέος (PAFC)

Κυψέλη καυσίμου μεθανόλης (DMFC)

ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΕΛΙΩΝ ΚΑΥΣΙΜΟΥ (Μαριτίνα Παπαδοπούλου)

Είδη κυψελών καυσίμου

Ένα κελί καυσίμου λειτουργεί περίπου σαν μπαταρία αλλά δε φορτίζει.

Χρησιμοποιεί το υδρογόνο. Όταν τελειώσει το υδρογόνο πρέπει να γεμίσουμε πάλι τη δεξαμενή υδρογόνου.

To πρώτο fuel cell κατασκευάστηκε το 1839 από τον William Grove.Σε μια κυψέλη καυσίμου (fuel cell) καίγεται υδρογόνο, στα μόρια του οποίου υπάρχει αποθηκευμένη χημική ενέργεια και παράγεται ηλεκτρική ενέργεια, νερό και θερμότητα.

Οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να ταξινομηθούν βάση του τύπου του ηλεκτρολύτη τον οποίο χρησιμοποιούν.

Αρχή λειτουργίας Κελιών καυσίμων (Γεώργιος Σταθόπουλος)

Το υδρογόνο τροφοδοτεί την άνοδο της κυψέλης, το αρνητικό ηλεκτρόδιο, το οποίο ερχόμενο σε επαφή με τον καταλύτη διαχωρίζεται σε θετικά φορτισμένα ιόντα υδρογόνου και ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια τα οποία απελευθερωθήκαν μεταφέρονται μέσω εξωτερικού ηλεκτρικού κυκλώματος προς την κάθοδο δημιουργώντας ηλεκτρισμό αφού η μεμβράνη αποτρέπει τη διέλευση τους μέσω αυτής.

•Φωσφορικού οξέος

•Ανθρακικών αλάτων σε υγρή μορφή

•Στερεού Οξειδίου

•Αλκαλιών και

•Στερεών πολυμερών

Αρχή λειτουργίας Κελιών καυσίμων (Γεώργιος Σταθόπουλος)

Οι χημικές αντιδράσεις οι οποίες χαρακτηρίζουν τα παραπάνω βήματα, συνοψίζονται παρακάτω:

Στην άνοδο:2H2 → 4H++4e(-)

Στην κάθοδο:O2 + 4H+ + 4e-→ 2H2O

Ολική αντίδραση:2H2 + O2 → 2H2O

Οι παραπάνω αντιδράσεις σε μία απλή κυψέλη καυσίμου παράγει περίπου στα 0,7 Volts. Προκειμένου να παραχθούν μεγαλύτερες (και πρακτικά αξιοποιήσιμες) τάσεις, χρησιμοποιούνται περισσότερες κυψέλες σε σειρά (fuel cell stack).

Τα κελία καυσίμου μπορούν να επιτύχουν βαθμό απόδοσης μετατροπής του καυσίμου σε ενέργεια 70%, σχεδόν διπλάσιο από τα συνηθισμένα

Τα κελιά καυσίμων σε πρώτη φάση των εφαρμογών με ισχύ 10kW έως 5MW θα συναγωνιστούν τα ήδη υπάρχοντα συστήματα όπως αεριοτουρμπίνες και ατμοτουρμπίνες

Κελιά Καυσίμου (Μαριάννα Μπουγά)

Τρέχοντα προβλήματα • Το κόστος παραγωγής

• Αναγκη βελτίωσης των χαρακτηριστικών λειτουργίας τους

http://www.ypodomes.com

http://technology.catalysis.gr

en.wikipediaen.wikipedia

www.aljazeewww.aljazee

phestos.blogspot.grphestos.blogspot.gr

www.arcadiaportal.grwww.arcadiaportal.gr

www.worldwater.orgwww.worldwater.org

http://www.allaboutenergy.gr/Paragogi34.html

Ινστιτούτο Τεχνολογίας & Εφαρμογών Στερεών Καυσίμων (ΙΤΕΣΚ)

http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9A%CF%85%CF%88%CE%AD%CE%BB%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CF%85%CF%83%CE%AF%CE%BC%CE%BF%CF%85

http://technology.catalysis.gr/ChemicalTechnology/FuelCellsDes.htm

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ