W książce przedstawiono problemy związane z możliwością wykorzystania wodoru jako paliwa nowej generacji, niemal idealnego, w takich sektorach, jak komunikacja, energetyka, ciepłownictwo- szczególnie w aspekcie jego zasobów, sprawności urządzeń oraz braku emisji gazów cieplarnianych. Omówiono wpływ obecnie stosowanych nośników energii na środowisko, metody otrzymywania wodoru i jego właściwości, sposoby magazynowania i bezpiecznego użytkowania z uwzględnieniem roli ogniw paliwowych i infrastruktury wodorowej. Podaną tematykę zaprezentowano w sposób umożliwiający Czytelnikowi dokonanie własnej oceny realności zastosowania wodoru jako paliwa przyszłości.
Spis treści
Wstęp
Skróty i akronimy
ROZDZIAŁ 1
Nośniki energii i paliwa konwencjonalne
1.1. Pierwotne nośniki energii
1.2. Rodzaje paliw stosowanych w komunikacji
1.2.1. Gaz płynny (LPG)
1.2.2. Benzyna silnikowa
1.2.3. Paliwa lotnicze – turbinowe
1.2.4. Oleje napędowe
1.2.5. Paliwa żeglugowe
ROZDZIAŁ 2
Wpływ użytkowania paliw na środowisko
2.1. Zużycie paliw silnikowych
2.2. Skutki ekologiczne wzrostu zużycia paliw
2.2.1. Emisja ditlenku węgla
2.2.2. Emisja toksycznych składników spalin samochodowych
2.2.3. Programy ekologiczne ograniczające oddziaływanie paliw na środowisko
ROZDZIAŁ 3
Właściwości wodoru
3.1. Wstęp
3.2. Charakterystyka ogólna wodoru
3.3. Właściwości fizyczne i termodynamiczne wodoru
3.4. Właściwości technologiczne wodoru
3.5. Właściwości chemiczne wodoru
ROZDZIAŁ 4
Metody otrzymywania wodoru
4.1. Wstęp
4.2. Przemysłowe metody otrzymywania wodoru
4.2.1. Reforming parowy metanu
4.2.2. Częściowe utlenianie pozostałości rafineryjnych
4.2.3. Odzysk wodoru z gazów rafineryjnych
4.2.4. Elektroliza wody
4.2.5. Zgazowanie węgla
4.2.6. Efektywność wytwarzania wodoru
4.3. Perspektywiczne metody otrzymywania wodoru
4.3.1. Uwarunkowanie ogólne
4.3.2. Termoliza węglowodorów
4.3.3. Termochemiczny rozkład siarkowodoru
4.3.4. Termochemiczny cykl UT-3
4.3.5. Cykl termochemiczny I-S
4.3.6. Biologiczne metody otrzymywania wodoru
4.3.7. Wytwarzanie wodoru z biomasy
4.3.8. Perspektywy otrzymywania wodoru z hydratów metanu
ROZDZIAŁ 5
Magazynowanie wodoru
5.1. Podstawy teoretyczne
5.2. Metody magazynowania wodoru
5.2.1. Zbiorniki ciśnieniowe wodoru gazowego
5.2.2. Zbiorniki ciekłego wodoru
5.2.3. Wodorki metali
5.2.4. Materiały węglowe
5.2.5. Chemiczne magazynowanie wodoru
ROZDZIAŁ 6
Ogniwa paliwowe
6.1. Podstawy teoretyczne
6.2. Systemy funkcjonalne ogniw paliwowych
6.2.1. Jak funkcjonują ogniwa paliwowe?
6.2.2. Rodzaje systemów i ich funkcje
6.2.3. Części składowe ogniw paliwowych
6.3. Rodzaje ogniw paliwowych
6.3.1. Ogniwa z protonowymienną membraną polimerową (PEMFC)
6.3.2. Ogniwa z elektrolitem alkalicznym (AFC)
6.3.3. Ogniwa z kwasem fosforowym jako elektrolitem (PAFC)
6.3.4. Ogniwa ze stopionymi węglanami (MCFC)
6.3.5. Ogniwa ze stałymi tlenkami (SOFC)
6.4. Parametry charakteryzujące ogniwa paliwowe
6.4.1. Podstawowe reakcje elektrochemiczne
6.4.2. Podstawowe warunki pracy ogniw paliwowych
6.4.3. Zalety użytkowe ogniw paliwowych
ROZDZIAŁ 7
Zasilanie ogniw paliwowych
7.1. Bezpośrednie zasilanie ogniw paliwowych metanolem (DMFC)
7.2. Wytwarzanie wodoru w samochodzie przez konwersję paliw lekkich
7.2.1. Uwagi ogólne 1
7.2.2. Konwersja metanolu
7.2.3. Reforming parowy etanolu
7.2.4. Konwersja gazu ziemnego do wodoru
7.2.5. Konwersja węglowodorów wielowęglowych do wodoru
ROZDZIAŁ 8
Wodór jako paliwo silnikowe
8.1. Zasady funkcjonowania silnika z zapłonem iskrowym
8.2. Wodór jako samodzielne paliwo do silników z zapłonem iskrowym
8.2.1. Podstawy teoretyczne
8.2.2. Charakterystyka procesu spalania wodoru
8.3. Współspalanie wodoru z paliwami węglowodorowymi w silnikach z zapłonem iskrowym
8.3.1. Podstawy teoretyczne współspalania wodoru
8.3.2. Współspalanie wodoru z gazem ziemnym (metanem)
8.3.3. Współspalanie wodoru z LPG lub benzyną
8.4. Spalanie wodoru w silnikach z zapłonem samoczynnym
8.5. Inne możliwości spalania wodoru
8.5.1. Współspalanie wodoru w turbinach gazowych
8.5.2. Zastosowanie wodoru w autobusach miejskich
ROZDZIAŁ 9
Infrastruktura użytkowania wodoru
9.1. Magazynowanie wodoru w pojeździe
9.1.1. Wodór ciekły
9.1.2. Wodór sprężony
9.1.3. Wodorki metali
9.2. Infrastruktura wytwarzania wodoru
9.2.1. Produkcja scentralizowana
9.2.2. Wytwarzanie wodoru w samochodzie
9.2.3. Wytwarzanie wodoru w lokalnych stacjach paliw
9.3. Przesyłanie wodoru
9.3.1. Uwarunkowania ogólne
9.3.2. Transport rurociągowy
9.3.3. Transport kołowy
9.3.4. Inne formy transportu wodoru
ROZDZIAŁ 10
Zasady bezpiecznego użytkowania wodoru
10.1. Zalety wodoru jako paliwa
10.2. Istotniejsze elementy bezpiecznego użytkowania wodoru
10.3. Właściwości wodoru związane ze spalaniem
10.3.1. Istotniejsze dane liczbowe
10.3.2. Skłonność wodoru do wycieków
10.3.3. Zapalność i zapłon mieszanin wodorowych
10.3.4. Temperatura samozapłonu
10.3.5. Spalanie wodoru
10.3.6. Oddziaływanie fizjologiczne incydentów z wodorem
10.4. Źródła zapłonu wodoru
10.5. Przyczyny pożarów instalacji wodorowych w przemyśle
10.6. Wodór a katastrofa sterowca „Hindenburg”
Literatura
Skorowidz
