مقاله بررسی روشهای ترموشیمیای تولید هیدروژن از زیست توده به عنوان یک سوخت پاک

word قابل ویرایش
6 صفحه
27700 تومان

چکیده

سوخت های فسیلی که امروزه قسمت عمده تقاضای انرژی در جهان را تامین می کند، به سرعت در حال اتمام اند. همچنین محصولات احتراق آنها، اثرات زیست محیطی و مشکلات جهانی همچون گرمایش جهانی کره زمین به موجب انتشار گازهای گلخانه ای و در نتیجه آن آب شدن یخ های قطبی، افزایش سطح آب های آزاد، آتش سوزی جنگل ها و... را بوجود می آورد به طوری که پس از انقلاب صنعتی و رشد فزاینده ی ماشین ها و علی الخصوص پس از اکتشاف و دستیابی به منابع نفت و گاز در جهان، انتشار گازهای گلخانه ای روند رو به رشدی را طی کرده است تا جایی که بسیاری از مهندسان و دانشمندان بر این باورند که یکی از راه حل های مناسب برای این مشکلات، جایگزینی سوخت فسیلی با سوخت های پاکی می باشد که از منابع تجدیدپذیر تولید می شوند. موضوع دیگری که اهمیت دارد، بحث امنیت انرژی و در دسترس بودن آن است. هیدروژن به عنوان فراوان ترین عنصر موجود در جهان و ماده ایی که بالاترین انرژی حاصل از احتراق 2/8) برابر بنزین) را داراست، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. وفور هیدروژن و عدم آسیب رسانی آن به محیط زیست طی تبدیل آن به توان از مهم ترین معیارهایی است که موجب می شود این عنصر به عنوان حامل انرژی کلیدی در آینده شناخته شود. تا زمانی که هیدروژن از منابع وافر تجدیدپذیر و در دسترس تولید شود، انتظار می رود که مصرف هیدروژن به عنوان سوخت جایگزین رشد چشمگیری داشته باشد. در این مقاله به بررسی شیوه های ترموشیمیایی تولید هیدروژن از زیست توده به عنوان منبع تجدیدپذیر دارای کربن و عوامل تأثیر گذار بر فرآیند آن ها و همچنین چالش های روبرو در استفاده از این حامل انرژی خواهیم پرداخت.

×

کلمات کلیدی: (تولید هیدروژن، زیست توده، گازی سازی، پیرولیز )

.1 مقدمه
امروزه امنیت انرژی از مهم ترین دغدغه های بشر است. بشر برای ادامه حیات و تامین نیازهای خود همواره بـه انـرژی نیـاز داشته و به دنبال اشکالی از انرژی است که فراوان باشد و آسان تر بدست آید. بنابراین منابعی کـه در دسـترس و تجدیدپـذیر باشد از اولویت های بشر برای استحصال انرژی خواهد بود. همچنین اثرات زیان بار انتشار گازهای گلخانه ای در اثر احتـراق سوخت های فسیلی موجب شد تا بشر به سوخت هایی بیاندیشد در فرآیند احتراق آن آلودگی ای به همراه نداشته یا با حداقل آلودگی همراه باشد.

1

در میان حامل های انرژی شناخته شده امروزه هیدروژن به عنوان سوختی پاک و جایگزین سوخت هـای فسـیلی در آینده شناخته می شود زیرا در فرآیند احتراق آن آلودگی ای ایجاد نشده و تنها محصول احتراق آن، آب است. هیدروژن سـاده ترین عنصر و در عین حال فراوان ترین عنصر شناخته شده در جهان است اما به واسطه سبک بودن آن نسـبت بـه هـوا، بـه صورت آزاد در ارتفاعات پائین دیده نمی شود و به لایه های فوقانی جو صعود می کنـد و ایـن، علـت کمیـابی هیـدروژن بـه صورت گازی و آزاد آن در کره زمین است. مقدار انرژی آزاد شده از احتراق هیدروژن بالاتر از انرژی احتراق هر ماده دیگـری است. این انرژی در مقدار مساوی جرمی به ترتیب 2/4، 2/8، و 4 برابر انرژی حاصله از سوختن متان، بنزین و ذغـال سـنگ است.[2]

هیدروژن در شرایط متعارفی به شکل گاز است و در دماهای خیلی پـائین ( حـدود -252/87 درجـه سلسـیوس ) بـه شکل مایع در می آید. هیدروژن یک حامل انرژی و نه یک منبع انرژی است و باید آن را از منابع اولیـه انـرژی تولیـد کـرد. امروزه 96 درصد از تولید هیدروژن در جهان با استفاده از منابع فسیلی و تجدیدناپـذیر انجـام مـی گیـرد.[1] امـا بـه تـازگی تحقیقات در مورد تولید هیدروژن از منابع تجدیدپذیر و در دسترس گسترش یافته است زیرا توسـعه پایـدار در بخـش انـرژی نیازمند امنیت انرژی، عدم آسیب رسانی به محیط زیست و بازگشت پذیری انرژی یا همان تجدیدپـذیر بـودن اسـت. از ایـن دست منابع می توان به زیست توده اشاره کرد.

.2 زیست توده

به طور کلی زیست توده به مواد آلی که از گیاهان و جانوران گرفته شده باشد، گفته می شود اما طبق تعریف کارگروه تغییرات اقلیمی سازمان ملل (UNFCC) زیست توده عبارت است از :

مواد آلی غیر فسیلی و زیست تجزیه پذیری که منشأ آن ها از گیاهان، حیوانات و یا میکرو ارگانیسمها باشد.[3]

زیست توده چهارمین منبع بزرگ انرژی شناخته شده در جهان است که % 12/5 انرژی مصرفی جهان را در سال 2011 طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی تأمین می کرده است.[5] فراوانی زیست توده موجب می شود تا بیشتر به هیدروژن به عنوان سوخت عمده آینده نگاه کنیم. با توجه به اینکه که زیست توده تجدیدپذیر است و CO2 اتمسفر را برای رشد مصرف می کند، آلایندگی بسیار کمی در بر خواهد داشت. به هر حال استحصال هیدروژن از زیست توده چالش بزرگی است که رودرروی محققان قرار گرفته است. تا به حال روش کامل و جامعی بدین منظور تثبیت نگردیده است. مقدار حاصله هیدروژن از زیست توده جایی که میزان هیدروژن تشکیل دهنده زیست توده کم باشد پائین است. و محتوای انرژی آن نیز به علت %40 اکسیژن متوسط موجود در زیست توده کم است.[4]

.3 روش های تولید هیدروژن از زیست توده

همانطور که گفته شد منبع زیست توده گیاهان و موجودات زنده را شامل می شود که انرژی خورشیدی را در خود نهفته دارند و ترکیب آنها به طور معمول کربن، هیدروژن، اکسیژن، و نیتروژن را شامل می شود که گوگرد نیز به مقادیر جزئی در مواردی مشاهده می شود. به طور کلی دو شیوه اصلی برای تبدیل زیست توده به هیدروژن وجود دارد .یکی تبدیل ترموشیمیایی که خود بر سه بخش است و دیگری تبدیل بیولوژیکی یا بیوشیمیای که در این م

شکل : (1-3) انواع روش های تولید هیدروژن از زیست توده.[2]

1-3 تبدیل ترموشیمیایی

تبدیل ترموشیمیای یک سری از واکنش های شیمیایی است که بوسیله حرارت دادن انجام می گیرد و زیست توده مورد نظر طی آن به فرآورده هایی تبدیل می شود. امروزه سه شیوه اصلی تبدیل ترموشیمیایی جهت تولید هیدروژن از زیست توده به ترتیب پیرولیز، گازی سازی معمولی و گازی سازی در محیط آب فوق بحرانی می باشند که به آن ها خواهیم پرداخت.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 27700 تومان در 6 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله مواد رادیو اکتیو ، استخراج و آماده سازی جهت استفاده در راکتورها و تولید برق . ( بررسی چرخه سوخت هسته ای و تکنولوژی پالایشی در ایرا

word قابل ویرایش
200 صفحه
44700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
مواد راديو اكتيو، استخراج و آماده سازي جهت استفاده در راكتورها و توليد برق. (بررسي چرخه سوخت هسته اي و تكنولوژي پالايشي در ايران)فصل اولمعرفي مواد پرتوزا 1-1- راديواكتيويته (Radio activity)فروپاشي خودبخود هسته يك اتم باعث گسيل پرتوهائي از اتم مي گردد كه اين پديده را راديواكتيويته وپرتوهاي ساطع شده را در مجموع ...

دانلود مقاله روشهای هزینه‌یابی و مؤسسات تولید

word قابل ویرایش
32 صفحه
18700 تومان
منابع1- حسابداري بهاي تمام شده (1)ترجمه و تأليف: دكتر ايرج نوروشانتشارات كتاب نو2- حسابداري صنعتيتأليف: شهرام روزبهانيانتشارات: شابك3- حسابداري صنعتي 1تأليف جمشيد اسكندريانتشارات حفيظ4- اصول هزينه‌يابي و روشهاي حسابداري صنعتي جلد دومتأليف حسن سجادي‌نژادسازمان حسابرسيمقدمه:تعريف هزينه‌يابي: هزينه‌يابي عبارتست ...

دانلود مقاله بررسی چگونگی تولید باران اسیدی و آثار مخرب آن

word قابل ویرایش
20 صفحه
18700 تومان
مقدمه :باران يكي از لازمه هاي اساسي حيات است . آبي كه از باران به دست مي آيد اساس بقاي حيات موجودات زنده روي زمين است . اين آب براي آبياري محصولات كشاورزي تامين غذاي مصرفي خودمان و نيز حيواناتي كه از گوشت و شيرشان استفاده مي كنيم به كار مي رود . هر چند باران باران در حالت طبيعي خاصيت اسيدي دارد . اما ميزان اس ...

دانلود مقاله کاربرد میکروارگانیزم ها ( زیرسازواره ها ) در تولید آنتی بیوتیک ها ( پادزیست ها ) و ارتباط آن با صنعت و فناوری در حوزه ی علم زیست شن

word قابل ویرایش
94 صفحه
34700 تومان
مقدمه :بنام او که نامش درمان دلهای خسته، یادش شفای قلبهای شکسته و معرفتش معراج عارفان است. دنیایی که ما در آن زندگی می کنیم، از میلیون ها سال نوری در عمق فضا گرفته تا هزاران کیلومتر در اعماق زمین از دشت ها و جنگلها و کوهستانها گرفته تا دریاها و اقیانوس های بیکران، همه و همه دارای اسرار ناشناخته و رموز کشف نشد ...

دانولدمقاله تولید هیدروژن به عنوان سوخت پاک از زیست توده باگاس با استفاده از روش گازیسازی درمحیط آب فوق بحرانی در حضور نانوکاتالیست Ru/γ - Al2O3

word قابل ویرایش
19 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
چکیدهگازيسازي زیستتوده با استفاده از آب فوق بحرانی، تکنیک بسیار مناسبی براي تولید هیدروژن میباشد. در این تحقیق،فرایند گازيسازي زیست توده باگاس با استفاده از آب فوق بحرانی در حضور نانو کاتالیستهاي سنتزي توسط دو روشتلقیح و میکروامولسیون جهت تولید هیدروژن بهینهسازياستشده . ویژگیهاي شیمی-فیزیکی نانوکاتالیستهاي سن ...

دانلود مقاله تجزیه ضایعات غذایی ، کشاورزی و صنعتی توسط قارچ پنی سیلیوم و تبدیل گلوکز حاصل توسط مخمر ساکارومایسس به اتانول یک سوخت زیست محیطی

word قابل ویرایش
9 صفحه
21700 تومان
چکیده:زیست توده اجزای قابل تجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی، صنعتی و شهری قابل تجزیه است که توسط میگروارگانیسم ها به راحتی تجزیه می گردد. در نتیجه سوبسترای ارزان قیمتی برای رشد میکروارگانیسم ها و تولید آنزیم های مفید وهمچنین تولید سوخت های زیستی ارزان قیمت می باشد.مواد و روش ها: در این آزمایش ...

دانلود مقاله طراحی و تحلیل ترموهیدرولیکی محفظه ویژه پرتودهی صفحات سوخت مینیاتوری در راکتور تحقیقاتی تهران

word قابل ویرایش
7 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته فیزیک
-1 مقدمه:به منظور اطمینان یافتن از کارایی و دوام سوختهای تولید شده در هر مجتمع تولید سوخت هستهای وتضمین کیفیت آنها، تستهای مختلفی بر روی سوختها میبایست انجام گیرد.[1] تستهای پس از پرتودهی یا PIE (Post Irradiation Examination) گستره وسیعی از تستها و آزمایشات مخرب و غیر مخرب را در بر میگیرد که پس از قراردادن سو ...

دانلود فایل پاورپوینت بررسی ضرورت تولید و توان رقابت حامل انرژی جدید : رهیافت­های گسترش سوخت هیدروژنی

PowerPoint قابل ویرایش
26 صفحه
23700 تومان
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ---- اسلاید 1 : مقدمه؛ بیان مسئله و تبیین موضوع oنگرانی از اثرات جانبی مصرف سوخت­های فسیلی از جمله گرم شدن زمین، پخش آلاینده­ها و اتمام این سوخت­ها وجود دارد، لزوم تولید حاملی از انرژی با استانداردهای بالا در زمینه تولید انرژی و هماهنگ با محیط زیست و قابل دسترسی به طور عمده ...