HYDROGEN FUEL CELL ELECTRIC

Flashcards based on the lecture notes about Hydrogen Fuel Cell Technology

Τι είναι το Υδρογόνο;

Το πρώτο στοιχείο του περιοδικού πίνακα με 1 πρωτόνιο και 1 ηλεκτρόνιο, διατομικό μόριο (H2).

Που βρίσκεται το Υδρογόνο?

Το στοιχειακό υδρογόνο είναι άφθονο στην γη αλλά ενωμένο με τον άνθρακα ή το οξυγόνο και άφθονο σε όλο το σύμπαν (τα άστρα αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο).

Ποιος αναγνώρισε και απομόνωσε το Υδρογόνο;

Ο Henry Cavendish αναγνώρισε το υδρογόνο ως ένα στοιχείο, ενώ απομονώθηκε το 1661 από τον Robert Boyle.

Τι είναι οι φορείς ενέργειας;

Φορείς ενέργειας μεταφέρουν ενέργεια σε μια χρησιμοποιήσιμη μορφή από το ένα μέρος στο άλλο, όπως η ηλεκτρική ενέργεια, η βενζίνη ή το υδρογόνο.

Γιατί το Υδρογόνο είναι φορέας ενέργειας;

Επιτρέπει να αποθηκευθεί ενέργεια από πολλές πηγές και να μεταφερθεί στο σημείο όπου χρειάζεται.

Ποια είναι η θερμική απόδοση του Υδρογόνου σε σχέση με άλλα καύσιμα;

Η θερμότητα που ελευθερώνεται από την καύση του H2 είναι διπλάσια από τις βενζίνης ή του φυσικού αερίου.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του υδρογόνου ως καύσιμο;

Μεγαλύτερη ενέργεια, μηδενικές εκπομπές αερίων CO, CO2, SO2, παράγεται μόνο H2O, πηγή του υδρογόνου το νερό.

Γιατί να χρησιμοποιήσουμε το υδρογόνο;

Άφθονο, καθαρό, αποδοτικό και μπορεί να προέρχεται από διάφορους εγχώριους πόρους.

Από πού προέρχεται το Υδρογόνο?

Από μεθάνιο (48% της παγκόσμιας παραγωγής, σχεδόν το 95% της παραγωγής υδρογόνου ΗΠΑ), διύλιση πετρελαίου (30%), αεριοποίηση άνθρακα (18%), ηλεκτρόλυση (4%).

Ποια είναι η τρέχουσα χρήση καυσίμου υδρογόνου στις ΗΠΑ?

70 σταθμών ανεφοδιασμού, 313 οχήματα υδρογόνου

Ποια είναι η ενέργεια ενεργοποίησης του υδρογόνου και ποια τα ισότοπα;

H2(g) → 2H(g); ΔH = + 436 kJ/mol, 3 isotopes - 1H, 2H, 3H

Ποια είναι τα ισομερή πυρηνικού spin του υδρογόνου;

ortho-H2 (παράλληλα spins) και para-H2 (αντι-παράλληλα spins). Οι μετατροπές είναι πολυ αργές διαδικασίες και χρησιμοποιούνται καταλύτες. para-H2 έχει χαμηλότερη ενέργεια άρα συναντάτε στις χαμηλές T.

Ποιες είναι οι προκλήσεις του υδρογόνου;

Αποθήκευση και διανομή του.

Πως παρασκευάζεται το μοριακό H2 εργαστηριακά?

Ηλεκτρόλυση νερού, αντίδραση H+ με δραστικά μέταλλα, αντίδραση με υπέρθερμους υδρατμούς σε διάπυρο σίδηρο ή άνθρακα.

Πως παρασκευάζεται το μοριακό H2 βιομηχανικά?

Ατμός σε υδρογονάνθρακες CH4 + H2O  CO + H2 (1000C, Ni catalyst) και CO + H2O  CO2 + H2 (400C catalyst).

Σε τι χρησιμοποιείται το υδρογόνο;

Παρασκευή αμμωνίας, μεθανίου, μεθανόλης, βενζινών, μυρμηκικού οξέος, τεχνητών λιπών.

Τι είναι το ατομικό υδρογόνο;

Πολύ δραστικό, ημιπερίοδο ζωής 0.3 sec, καλύτερο αναγωγικό από το συνιθησμένο υδρογόνο.

Πως είναι η δραστικότητα του υδρογόνου;

Μετατροπή σε H+ (ομοια συμπεριφορά με τα αλκάλια) και πρόσληψη ηλεκτρονίου H- (όπως τα αλογόνα).

Ποιοι είναι οι δύο τύποι δεσμών στα διβοράνια?

Κανονικός ομοιοπολικός δεσμός και γέφυρα υδριδίου.

Ποιες είναι οι συνέπειες του δεσμού υδρογόνου?

Στα σήμεια βραζμού των ενώσεων του υδρογόνου με τα στοιχεία της ομάδας 14.

Πως σχηματίζονται τα Υδρίδια?

Το Υδρογόνο προσλαμβάνει ένα ηλεκτρόνιο και σχηματίζει ιονικά υδρίδια ή συνεισφέρει ηλεκτρόνιο σχηματίζοντας ομοιοπολικών υδρίδια ή ενώνεται με μέταλλα σχηματίζοντας μεταλλικά υδρίδια.

Τι κάνουν τα αλατοειδή υδρίδια?

Αντιδρούν με το νερό και σχηματίζουν υδροξείδια και υδρογόνο H2.

Τι κάνουν τα ανιονικά υδρίδια?

Ανάγουν αλδεύδες ή ετονες σε αλκοόλες και τα νιτρίλια σε αμίνες.

Πως σχηματίζονται τα μεταλλικά υδρίδια?

Πολλά μέταλλα σχηματίζουν μεταλλικά υδρίδια εγκλωβίζοντας μόρια H2 και άτομα H σε κενούς πόρους στην κρυσταλλική δομή του μετάλλου.

Πότε ενώνεται το Υδρογόνο με το Οξυγόνο?

Η ένωση του υδρογόνου με το οξυγόνο γίνεται περίπου στους 500°C και δίνει ύδωρ.

Πως λαμβάνεται και που χρησιμοποιείται το βαρύ ύδωρ?

Το βαρύ ύδωρ λαμβάνεται με εξαντλητική ηλεκτρόλυση του φυσικού ύδατος και χρησιμοποιείται στους αντιδραστήρες (βαρέος ύδατος) για την επιβράδυνση των νετρονίων.

Ποια είναι η δομή του μορίου του υπεροξειδίου του υδρογόνου?

Το μόριο του Η202 δημιουργούνται τρεις σ-δεσμοί: ένας μεταξύ οξυγόνου-οξυγόνου και δύο μεταξύ οξυγόνου-υδρογόνου.

Ποια είναι η δράση του Η2Ο2?

Εκτός από την οξειδωτική εμφανίζει και αναγωγική δράση. Δρα σαν οξειδωτικό τόσο σε όξινο, όσο και σε αλκαλικό περιβάλλον.