Công nghiệp và vật liệu
Vì sao gọi đơteri là nhiên liệu của tương lai?
2013-12-13 21:41Ngày nay, nhiên liệu chủ yếu là than đá, dầu mỏ, cũng như uran, thori, cùng các nguyên liệu nguyên tử. Thế thì nhiên liệu của ngày mai sẽ là gì? Về loại nhiên liệu cho tưong lai, nhiều người có xu hướng chọn dơteri.
Uran, thori cùng các nguyên tố kim loại hiếm nặng khác, khi xảy ra phản ứng phân rã thường giải phóng một lượng năng lượng lớn khổng lồ- đó là năng lượng nguyên tử. Các nhà máy điện nguyên tử chính là sử dụng loại năng lượng này. Trái với loại phản ứng phân rã vừa kể trên là phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp của dơteri; các hạt nhân của dơteri khi kết hợp với nhau cúngẽ cho một lượng năng lượng rất lớn. Một kilogamdơterikhi kết hợp thành nguyên tử helĩe cho năng lượng tương đương khi đốt 40.000 tấn than, còn khi 1 kilogam uranphân rã sẽ giải phóng một lượng năng lượng lớn gấp 20 lần.
Dơteri còn có tên là hydro nặng, là một đồng vị của hydro, phân tử nước nặng do hai nguyên tử dơterihoa hợp với một nguyên tử oxy mà thành. Trong nước biển trung bình cứ 6000 phân tử nước thì có 1 phân tử nước nặng. Nếu muốn bạn có thể làm một phép tính và có thể thấy trong một lít nước biển sẽ có gần 0,02 gam dơteri, nếu đem lượng dơtericho tiến hành phản ứng nhiệt hạch sẽ tương đương khi đốt 400kg dầu mỏ . Trên bề mặt trái đất ước tính có đến 1,37 tỷ kilomét khối nươcs biển, do đó tổng trữ lượng của dơteritrong nước biển vó đến 25.000 tỷ tấn, tương đương với 5000 tỷ tỷ tấn dầu mỏ. Nếu đem lượng dầu mỏ này rải đều trên mặt đấtngười ta sẽ được một lớp dầu dày đến 1000m. Vì thế có người nói đến ngày nào đó mà loài người lợi dụng được phản ứng nhiệt hạch của dơteri thì nguần năng lượng của loài người hầu như lấy không hết, dùng không cạn.Nếu tính theo mức tiêu phí năng lượng của loài người hiện tại, thì loại năng lượng này đủ dùng được 1 tỷ năm.
Thế thì tại sao dơteri là nguần năng lượng cho tương lai, mà nay ta lại khong sử dụng được? Vấn đề ở chỗ là rất khó khống chế được phản ứng nhiệt hạch. Ngày nay người ta còn chưa nắm chắc được kỹ thuật khống chế phản ứng nhiệt hạch.
Chúng ta đều biết, loạ vũ khí nhiệt hạch có uy lực rất lớn khi phản ứng nhiệt hạch đã xảy ra, thì loại phản ứng nhiệt hạch tổng hợp hạt nhân này sẽ không chịu một sự khống chế nào. Một khi phản ứng đã xảy ra sẽ sinh ra một năng lượng hết sức lớn lại giải phóng trong nháy mắt, vì vậy trừ việc dùng để phá núi, đào hầm còn rất khó dùng vào việc khác.Chỉ có khống chế được phản ứng nhiệt hạch để nó giải phóng chậm lượng năng lượng lớn này, thì người ta mới sử dụng bình thường được( như năng lượng điện)
Hiện tại nhiều quốc gia trên thế giới tìm cách nghiên cứu khống chế phản ứng nhiệt hạch, họ đã giải quyết được khá nhiều vấn đề khó.
Cách đây không lâu người ta đã công bố về thí nghiệm thành công việc sửdụng tia lade để mòi gây phản ứng nhiệt hạch, đã giải quyết một vấn đề trong việc khống chế phản ứng nhiệt hạch.
Có thể tin rằng, cuối cùng loài người có thể chinh phục được phản ứng nhiệt hạch là một con “ ngựa lửa”khiến cho nó tuân theo sự điều khiển của loài người, phục vụ trung thành cho loài người.
Vì sao nước lại biến thành nhiên liệu?
2013-12-13 21:13Người ta thường nói “ kỵ nhau như nứoc với lửa” người ta thường dùng nước để tắt lửa, thế thì làm thế nào để biến nứơc thành nhiên liệu.
Để giải đáp vấn đề này, trước hết phải nói về “thân thể”của nứơc. Nước là do hydrocháy mà tạo ra. Trong quá trình cháy 2 nguyên tử hydro hóa hợp với 1 nguyên tử oxy tạo ra một phân tử nước, đòng thời giải phóng một lượng nhiệt lớn. Rù nước rất bền nhưng nếu chúng ta nghĩ cách cấp năng lượng cho nước ở điều kiện nhất định có thể lại phân giải nước thành hydrovà oxy.
Làm lạnh hydro đến – 2400c kết hợp với tăng áp suất hydro sẽ biến thành chất lỏng không màu, đó là hydro lỏng.Hydro lỏng có nhiệt trị gấp 3 lần nhiệt trị của xăng, khi cháy lại rất sạch không sinh ra các chất khí có hại, nên được người ta cho đây là loại năng lượng lý tưởng. Đó là loại nhiên liệu rất tốt dùng cho tên lửa, máy bay, tàu thủy, ôtô cũng như nhà máy phát điện. Hiện tại người ta đang nghiên cứu việc dùng hydro lỏng làm nhiên liệu cho máy bay, vận tốc bay có thể đạt tới 6400km/giờ. Tốc độ này lớn hơn tốc độ lớn hơn tốc độ máy bay siêu thanh, nhanh nhất, đến gấp đôi. Vì vậy việc dùng nước để chế tạo hydro là một vấn đề tài hết sức quan trọng đối với nhiều quốc gia.
Khi qua dòng điện chạy qua nước thì dễ dàng phân giải nước thành hydro và oxy. Nếu dùng điện để chế tạo hydro để sử dụng như là nhiên liệu trong công nghiệp thì cái được không băng cấi mất, bởi vì giá thành của năng lượng điện còn cao. Khi mà việc khống chế phản ứng nhiệt hạch thành công, giá thành của năng lượng điện sẽ giảm thấp, đến lúc đó thì việc dùng phương pháp điện giải để chế tạo hydro sẽ có giá thành thấp và là phương pháp đơn giản.
Mỗi giây mặt trời chiếu xuống mặt đất một năng lượng khổng lồ là 80.000 tỷ kilôwat , năng lượng này gấp mấy vạn lần năng lượng tiêu thụ cho toàn thế giới vì vậy khi bàn đếnđề tài chế tạo khi hydro, người ta đã nghĩ đến nguồn năng lượng mặt trời.
Việc sử dụng nguồn điện pin để điện giải nước đã thành công , nhưng trứoc mắt giá thành của pin mặt trời hãy còn cao, hiệu xuất thấp chỉ còn khỏang trên dưới 15% nên việc dùng pin mặt trời để điện phân điều chế hydro không khả quan.
Thế liệu có thể lợi dụng trực tiếp nhiệt lượng của ánh sáng mặt trời để trực tiếp phân giả nứoc thành hydrovà oxy? Điều đó có thể được. Từ 10000 c trở lên sẽ có một bộ phận nhỏ nứoc phân giả thành hydro và oxy.Khi nhiệt độ càng tăng thì tỉ lệ phân giải càng cao. Với các thiết bị năng lượng măt trời ở tiêu điểm có thể đạt đến 3000- 35000c.
Hiện tại các nhà hoá học đã tìm được một loại chất mà nhờ tác dụng của ánh sáng mặt trời có thể làm chất xúc tác phân giả nứoc thành hydro và oxy. Họ phát hiện thấy: nếu cho vào nứoc một ít titan oxyt (bên trong có chộn sắt oxyt) hoặc nếu cho vào nứoc một ít ru teni oxyt, sau đó dùng ánh sáng mặt trời hay chiếu đèn thủy ngân, dưới tác dụng các chất xúc tác và ánh sáng liên tục bị phân giải thành hydro và oxy. Trước mắt hiệu suất sử dụng ánh sáng mặt trời chỉ trên dưới 10% . Phương pháp này khá đơn giản, kinh tế, xem ra có tiền đề phát triển.
Các nhà sinh vật cũng đang tiến hành điều chế hydro từ nước và cũng có nhiều thông báo. Họ phát hiện thấy không it loài tảo, như tảo tiểu cầu, tiểu lam cố định đạm, loại tảo cộng sinh trên bào ngư và một laọi tảo hông: Dưới một số điều kiện nhất định nào đó có tính chất sản sinh hydro khi quang hợp trong số đó có một số có thể xem là có hy vọng dùng cho việc điều chế hdro từ nước. ngoài ra có một nhà sinh vật học còn tìm được một loài vi sinh vật, dưới tác dụng chiếu sáng của mặt trời có thể liên tục phân giải được nứơccho hydro, sau đó nếu thu thập hydro có thể dùng làm nhiên liệu.
Các vi sinh vật này không gây tác hại gì đối với người cũng khong gây ô nhiễm môi trường lại ít tốn kémm, thậm trí hiện tại có thể dùng phương pháp này với quy mô công nghiệp.
Xem ra thời đại mà loài người sủ dụng hydro làm nhiên liệu sẽ không còn xa nữa.
Bột dập lửa khô
2013-12-09 13:56Xăng máy bay có gì khác xăng thường?
2013-12-01 18:16 Xăng máy bay là nhiên liệu có chỉ số ốctan cao, được sử dụng cho các máy bay (hoặc dùng cho ôtô đua). Xăng máy bay trong tiếng Anh được viết tắt là Avgas (viết tắt của Aviation gasoline) để phân biệt với xăng Mogas (viết tắt của Motor gasoline) là các loại xăng sử dụng hàng ngày cho ôtô, xe máy.
Xăng máy bay có tính bay hơi thấp hơn so với xăng Mogas và không bay hơi nhanh, đây là thuộc tính quan trọng để sử dụng ở các cao độ lớn.
Chỉ số ốctan cao thu được là nhờ sự bổ sung của tetraetyl chì (viết tắt tiếng Anh: TEL), một chất tương đối độc đã bị ngừng sử dụng cho ô tô ở phần lớn các nước trong những năm 1980. Thành phần dầu mỏ chính được sử dụng trong pha trộn xăng máy bay là alkylat, nó là hỗn hợp của các loại izôốctan khác nhau, và một số các nhà máy lọc dầu sử dụng cả reformat.
Do TEL là một phụ gia khá đắt, một lượng cực tiểu của nó thông thường được thêm vào nhiên liệu để nó đạt chỉ số ốctan yêu cầu.
Hiện xăng Avgas có 3 loại: Avgas 80/87, có ít chì nhất với hàm lượng tối đa là 0,5 gam chì trên 1 galông ("gallon"; 1 gallon = 3,785 lit), và nó được sử dụng trong các động cơ có tỷ số nén rất thấp; Avgas 100/130: là xăng máy bay có chỉ số ốctan cao hơn, chứa tối đa 4 gam chì trên 1 galông; Avgas 100LL: chứa tối đa 2 gam chì trên một galông, và là xăng máy bay phổ biến nhất. 100LL (LL trong tiếng Anh là ít chì) được tạo ra để thay thế cho Avgas 100/130.
Để hỗ trợ phân biệt các loại xăng này, nhà sản xuất đã cho các chất nhuộm màu được thêm vào nhiên liệu. 80/87 có màu đỏ, 100/130 có màu xanh lục, và 100LL có màu lam, trong khi đó nhiên liệu máy bay phản lực, JET A1 thì không được nhuộm màu.
Vì sao nói “lò phản ứng nhanh” sẽ trở thành kiểu lò của nhà máy điện hạt nhân trong tương lai?
2013-12-01 18:07Vì sao xăng dễ bốc cháy hơn dầu?
2013-12-01 17:47FAQ: Công nghiệp-Vật liệu
Không tìm thấy thắc mắc.