Combustibilii viitorului si puterea lor calorica

Combustibilii sunt materiale care prin ardere in aer sau oxigen dezvolta caldura suficienta pentru a fi folositi drept surse de energie si calorica in tehnica sau in gospodarie.

Energia viitoruluiHIDROGENULHidrogenul poate stoca energie tot asa cum produsele petroliere stocheaza energie. PROPRIETATI: hidrogenul este incolor, inodor si neotravitor.Greutatea specifica este de 0.09g/l, de 14.4 ori mai usor decat aerul.Hidrogenul se condenseaza la -252.77C. 1 kg de hidrogen contine la fel de multa energie ca si 2.1 kg de gaze naturale sau 2.8 kg petrol.Densitatea de energie pe unitatea de volum a hidrogenului lichefiat este un sfert din cea a petrolului si o treime din cea a gazelor naturale.

Avantaje ecologice ale hidrogenuluiArderea hidrogenului in motoare cu combustie interna sau turbine de gaze produce emisii neglijabile de noxe.Daca este folosit in baterii celulare de joasa temperatura ex PEMFC emisiile pot fi reduse la zero. In procesul de generare a energiei din hidrogen si aer sau oxigen singurul produs de reactie este apa distilata.In baterii celulare de temperatura inalta, emisiile sunt de o suta de ori mai mici decat in termocentrale conventionale.

Obtinerea hidrogenului Hidrogenul nu poate fi gasit in natura in stare pura, adica in starea in care poate fi folosit ca purtator de energie, deci nu poate fi exploatat la fel ca petorolul sau carbunele. Deoarece trebuie extras din compusi chimici, oamenii de stiinta il denumesc purtator de energie secundar.Cel mai cunoscut compus este apa, ce contine doi atomi de hidrogen si unul de oxigen, dar exista si alte substante ce contin hidrogen, de exemplu metanul, care contine un atom de carbon si 4 atomi de hidrogen. Biomasa este un alt exemplu de continut bogat in carbon si hidrogen.Indiferent de sursa din care extragem hidrogenul, este nevoie de un process de obtinere si acesta presupune un consum de enrgie. Marele avantaj, insa este ca pentru generarea hidrgoenului nu este strict necesar sa utilizam energie provenita din combustibili fosili. Hidrogenul permite utilizarea energiei provenite din surse regenerabile, jucand rolul unui combustibil pentru autovehicule sau combustibil in care produc energie electrica sau termica. In viitor oricine va putea conduce sau gati folosind hidrogen generat din energie solara sau eoliana. In particular, hidrogenul este singurul purtator de energie (agent energetic) care face posibila propulsarea aeronavelor folosind energia solara.In privinta mijloacelor de transport, hidrgoenul poate servi drept combustibil pentru aproape orice autovehicul.

Scurt istoric al hidrogenului Hidrogenul a fost descoperit de faimosul fizician englez Henry Cavendish, care era cel mai bogat dintre invatati si cel mai invatat dintre bogati,dupa cum spunea unul dintre contemporanii sai. El a facut descoperirea in 1766,iar in 1783 profesorul francez Charles a facut sa zboare primul balon cu hidrogen.Hidrogenul a fost si pentru chimisti a descoperire pretioasa.El i-a ajutat sa descifreze structura acizilor si bazelor.El a devenit un reactor de laborator indispensabil pentru precipitarea metalelor din solutiile de saruri si pentru reducerea oxizilor metalici.Si daca am presupune ca hidrogenul nu a fost descoperit in 1766,ci , sa spunem o jumatate de secol mai tarziu ( astfel de lucruri s-ar fi putut intampla),progresul chimiei in teorie si practica ar fi intarziat prea mult timp. Cand chimistii au inceput sa-l cunoasca indeajuns de bine si practicienii sa-l foloseasca pentru producerea de substante importante,acest gaz a atras atentia fizicienilor.Studiul lui le-a furnizat multe informatii care au imbogatit considerabil cunostiintele stiintifice din acea vreme.

Apa sarata ar putea fi combustibilul viitorului

Intr-un experiment de laborator John Kanzius a incercat sa elimine sarea din apa cu un generator de frecventa radio pe care l-a inventat insa rezultatul a fost cu totul diferit de cel asteptat. La un moment dat apa s-a aprins in tubul de test arzand ca o lumanare.

Energiile alternative si combustibilii nepoluanti reprezinta viitorul energetic O descoperire in sine nu este niciodata buna sau rea Bun sau rau este numai modul in care oamenii o folosesc. Karl WinnackerSocietatea moderna industrializata utilizeaza cantitati mari de energie. In zilele noastre exista o preocupare privind rezervele viitorului si a masurilor care sunt necesare pentru conservarea resurselor

Carbunelentr-o torid zi de august, n sud-vestul statului Indiana, termocentrala gigant Gibson lucreaz la capacitate maxim.n fiecare minut, cele 5 cazane ale sale, de cte 55 m nlime, nghit 25 t de crbune, trimind un suflu de abur cu o temperatur de 535 C prin turbinele care l convertesc n peste 3.000 de megawai de putere electric, cu 50% mai mult dect Barajul Hoover.Sistemul de rcire a centralei se chinuie s fac fa, iar n camera de comand avertizoarele iuie pe msur ce temperatura gazelor evacuate crete. ns ntr-o astfel de zi, n care aparatele de aer condiionat funcioneaz n tot Vestul Mijlociu iar consumul de curent electric se apropie de nivelurile-record, nu-i chip s dai napoi.Gibson, una din cele mai mari termocentrale ale rii, este sursa principal de curent electric din regiune, aducnd n reea suficient energie pentru 3 milioane de oameni. Trecnd din centrala sufocant n biroul cu aer condiionat, Angeline Protogere, de la Cinergy, corporaia care deine Centrala Gibson, spune uurat: "Uite, de-asta avem nevoie de atta energie."

Data viitoare, cnd vei aprinde lumina sau cnd vei introduce un DVD n player, gndete-te o clip la locuri precum Centrala Gibson i la combustibilul negru pe care ele l devoreaz cu o vitez de 3 trenuri ncrcate a cte 100 de vagoane zilnic. Centralele electrice pe crbune, precum aceasta, furnizeaz jumtate din energia electric a Statelor Unite.Ele emit, totodat, i un ghiveci de substane nocive, printre care i dioxidul de sulf - una din cauzele principale ale ploilor acide - i mercurul. i, totodat, eman tot att de mult dioxid de carbon care nclzete climatul, ct toate mainile, camioanele, autobuzele i avioanele Americii la un loc.Ici-colo, prin mici proiecte-pilot, inginerii studiaz tehnologii care ar putea transforma crbunele n electricitate fr preul pltit de mediul nconjurtor. i totui, dac companiile nu vor ncepe s construiasc rapid asemenea centrale - i multe - e posibil ca viitorul s ne aduc i mai multe centrale tradiionale cum e Gibson.Consumul excesiv de electricitate al ultimei veri a fost doar un avertisment. Conform Departamentului pentru Energie, gustul americanilor pentru case mari, la care se adaug creterea populaiei n sud-estul dependent de aerul condiionat i n vestul rii, va ridica apetitul SUA pentru energie cu o treime n viitorii 20 de ani.Iar n rile n curs de dezvoltare, n special n China, nevoile de electricitate vor crete nc i mai rapid, pe msur ce fabricile se vor nmuli iar sute de milioane de oameni i vor cumpra primul frigider i televizor. E foarte probabil ca o mare parte a acestei cereri s fie acoperit de crbune.

Rezervele de petrolPetrolul asigura cam 40% din energia mondiala. El s-a format in urma cu mil.de ani prin degradarea plnctonului. Petrolul si gazele naturale sunt numai hidrocarburi.La ora actuala titeiul este combustibilul cel mai important. Sub forma de benzina si motorina, usor de transportat, se utilizeaza la functionarea masinilor, avioanelor si trenurilor. Boilarele cu petrol sunt un mijloc obijnuit pentru incalzirea caselor.Aproximativ 65% din rezerve se gasesc in Orientul Mijlociu. Restul Asiei detine aproximativ 4% din totalul mondial, America Latina 13%, Statele Unite 4%, Africa 6%, Europa 9%.

Gazele naturaleGazele naturale asigura cam 20% din energia mondiala.Ele au ca principal constituent gazul metan. Rezervele mondiale de gaze naturale au cam aceleasi dimensiuni ca si rezervele de petrol, desi se masoara in unitati diferite. Cel mai mare producator mondial de gaz metan este Rusia (657 mild. metrii cubi anual), urmata de SUA (487 mild. metrii cubi anual), Canada (96 mild. metrii cubi anual), Olanda (80 mild. metrii cubi anual), Marea Britanie (45 mild. metrii cubi anual).In zonele in care resursele de gaze naturale sunt insuficiente oameniin recurg la gaze produse pe cale industriala. Materia prima pentru producerea acestora este carbunele.

Energia nucleara Inca din 1945, anul construirii bombei atomice, omenirea si-a pus mari sperante in utilizarea energiei nucleare pentru a acoperii o parte a necesarului energetic. In 1990 existau 435 de centrale nucleare operationale acoperind 1% din necesarul energetic mondial.Intr-un reactor nuclear se obtine caldura prin dezintegrarea atomilor radioactivi de uraniu 235. Aceasta este folosita pentru a produce abur, care pune in miscare rotorul turbinelor, generand electricitate.Uraniul 235 este un izotop relativ rar al uraniului, reprezentand doar 0.7% din cantiatea toatala de uraniu disponibila. Restul este uraniu 238.Un izotop este o forma a unui element identic chimic cu alt izotop dar cu masa atomica diferita.La fel ca si combustibilii conventionali U235 nu va dura o vesnicie. Exista un anumit tip de reactor , numit reactor de crestere care transforma U238 intr-un alt element radioactiv plutoniu 239 (Pu239). Pu 239 poate utilizat doar pentru a genera caldura. Pana acum doar 6 tari au construit astfel de centrale experimentale. Dintre acestea reactorul nuclear francez Phenix are cel ami mare succes. Daca acest tip de reactor nuclear ar devenii usual rezervele mondiale de uranium ar ajunge mii de ani.

Pro sau contra energiei nucleareEnergia nucleara prezinta numeroase avantaje. Este economica : o tona de U235 produce mau multa energie decat 12 milioane de barili de petrol (1 baril = 159 litri). Este curata in timpul utilizarii si nu polueaza atmosfera.Din pacate exista si cateva dezavantaje. Centralele nucleare sunt foarte scumpe. Produc deseuri radioactive care trebuie depozitate sute de ani inainte de a devenii inofensive. Un accident nuclear , ca cel din 1986 produ la Cernobal in Ucraina, poate polua zone intinse si produce imbolnavirea si chiar moartea a sute de persoane. In urma dezastrului de la Cernobal cateva tari au hotarat sa renunte la utilizarea centralelor nucleare.Cercetarile se indreapta spre descoperirea unor noi surse alternative de energie inepuizabile. Multe tari sunt astfel interesate nu numai de descoperirea unor noi surse de energie ci si de beneficiile pe care le-ar aduce conservarea celor existente. Lista posibilitatilor de economisire este lunga: izolarea termica a locuintelor, utilizarea unor masini mai mici si rentabilizarea industriilor prin eficientizarea si reciclarea deseurilor matalice si eliminarea consumurilor inutileAcesti pasi vor duce ar duce in viitor la o folosire mai judicioasa a resurselor tot mai rare si implicit mai scumpe, dar totodata ar adduce si beneficii mediului inconjurator.

Grup Scolar Vasile Sav-RomanElev-Butnariu Loredana-clasa XII C

Profesor coordonator-Leanca Paula