• utworzono
  • zmodyfikowano 26-02-2013

Posypuje głowę popiołem. Wygląda na to, że poprzednim wpisem o samochodzie na wodę "dałem ciała". Oj dałem ciała.

Wpis miał być trochę  żartem, trochę prowokacją. Chciałem pokazać jakie to dziwactwa mogą promować niby to poważni ludzie, konstruktorzy, instytucje badawcze itd.   Chciałem zwłaszcza pokazać z jakim entuzjazmem do tego typu "wynalazków" podchodzą media i internet. Nic we wpisie nie było na serio.

Tymczasem wpis został potraktowany poważnie, zaczął żyć własnym życiem, w końcu przestraszyłem się i musiałem zacząć  kasować komentarze co bardziej aktywnych entuzjastów wodnego napędu,. Postaram się w skrócie odnieść do "rewelacji" zaprezentowanych w poprzednim wpisie.

Najpierw sprawa japońskiego samochodu firmy Genepax. Przyjrzyjmy się animacji obrazującej działanie ogniwa wytwarzającego prąd z wody:

shikumi.swf

Kluczową sprawą jest tu rozdział wody na tlen i wodór przy pomocy "reakcji chemicznej". Wynalazcy nie wyjaśnili jednak jak to się dzieje, że w ich urządzeniu taka reakcja zachodzi. Na pewno nie spontanicznie, nawet w mojej wsi pod Remizą Strażacką, gdzie jest sklep sprzedający trunki - nigdy czegoś takiego nie udało się zaobserwować. Niestety, już się nie dowiemy jak to robią w Japonii, gdyż biedaczki z braku środków musieli nawet zamknąć witrynę internetową . Całe szczęście, że cudowne animacje uratował polski portal Darmowa Energia.

Pomysł rozkładu wody na tlen i wodór przy pomocy "reakcji chemicznej" jest kamieniem węgielnym większości zaprezentowanych wynalazków, następnie wodór ten często jest wykorzystany  w silnikach spalinowych tradycyjnej konstrukcji.  Jako sposób na doprowadzenie do rozkładu używa się magicznego zaklęcia "katalizatory". Wynalazcy  są jednak trochę na bakier z instytucją zwaną "szkoła" -  katalizator może ułatwić tylko taką reakcję chemiczną, która jest możliwa pod względem termodynamicznym, tzn rozkładając wodę na tlen i wodór trzeba tak czy siak dostarczyć energii.

Szkoda, że  Wynalazcy a przede wszystkim ich entuzjaści i klienci nie zainteresowali się jak wyglądały dotychczasowe osiągnięcia w tej  sprawie, gdyż idea produkcji  palnych gazów zawierających wodór pochodzący z wody nie jest żadnym novum. Zajmował się tym już w XVIIIw. włoski fizyk-chemik-biolog Fontana,   no ale tego hasła nie ma w polskiej Wikipedii.

File:Felice Fontana 1730-1805.png

Od   XIX wieku produkowano gaz świetlny w zakładzie zwanym gazownią.  Gazem świetlnym zasilane były pierwsze silniki spalinowy konstrukcji Lenoira i Otto (Otto to nazwisko). Do dzisiaj w przemyśle chemicznym produkuje się do różnych celów  palne gazy z wody . W czasie wojny w Niemczech rozpowszechniły się mniejsze urządzenia do produkcji palnego gazu, możliwe do zamontowania w samochodach.

Dlaczego zatem nie jeździmy samochodami na wodę?

Otóż otrzymywanie palnych gazów  z wody w drodze reakcji chemicznych jest możliwe, na przykład w taki sposób: H2O + C → H2 + CO (ΔH = +131 kJ/mol), ale jak widać potrzeba do tego nie samej wody, ale innego substratu energetycznego (węgla) i  energii -  na przykład  z utleniania tegoż węgla: O2 + C → CO2 (ΔH = −393.5 kJ/mol).

Można też otrzymywać palny gaz z wody i tlenku węgla sposobem Fontany, ta reakcja jest nawet egzotermiczna (wydziela energię):

CO + H2O → CO2 + H2, (ΔH = −41,2 kJ/mol)  i następnie spalenie wodoru 2H2 +  O2→ 2 H2O (ΔH = −241.8 kJ/mol H2)

Ale prostsze będzie po prostu spalenie tlenku węgla: 2CO +  O2 → 2 CO2 (ΔH = −283  kJ/mol CO).

  • Chociaż z wody można uzyskać gaz palny - nie woda jest źródłem jego energii.
  • Dlatego wydajniejsze są  mechanizmy bezpośrednie, bez "wodnego" etapu (który musi przecież powodować jakieś straty)  - wykorzystujące spalanie samego węgla, a jak zależy nam na paliwach płynnych czy gazowych - spalanie węglowodorów.

Dlaczego w czasie wojny stosowano w Niemczech takie instalacje - domyśl się sam Drogi Czytelniku.

Do celów grzewczych dalej stosowane są oczywiście "piece na wodę" - wielkogabarytowe, przemysłowe czy domowe generatory gazu palnego. Celem ich konstrukcji jest optymalne wykorzystanie  taniego, wysokoobjętościowego i niskoenergetycznego paliwa (biomasa, odpady drewna) a nie "spalanie wody". Ich produkt, niskoenergetyczny, trujący (CO), zawierający między innymi niepalny dwutlenek węgla -  w zasilaniu wysokowydajnych silników spalinowych nie stanowi  konkurencji dla paliw węglowodorowych. Nawet w instalacjach komunalnych został wyparty przez gaz ziemny, który na dodatek nie jest trujący.  Gdybyśmy wyekstrahowali wodór i trzymali go w butlach - nie jest on dobrym paliwem. Jest to gaz o niskiej temperaturze skraplania w porównaniu z węglowodorami, zatem stosunek energii do objętości  jest znacznie mniej korzystny niż węglowodorów.

W silnikach wojskowych czy wyścigowych były (są) stosowane urządzenia podnoszące ich chwilową sprawność poprzez wtrysk mieszanki wodnej. Ich korzystny efekt nie polega jednak na jakimś dodatkowym  zysku energetycznym ze "spalania wody" ale na zmianie właściwości fizycznych gazu w silniku. Efektem ubocznym jest znaczne zmniejszenie jego żywotności, dlatego świat silników użytkowych poszedł w innym kierunku - nie dodawania wody do paliwa, ale wielostopniowego turbodoładowania, chłodzenia powietrza, recyrkulacji spalin, elektronicznego sterowania itd itp. Dlatego współczesne silniki Diesla też zużywają 2-3 x mniej paliwa, niż stare Mercedesy , których do swoich eksperymentów używa dr Gulak, na dodatek mają katalizatory, emitują mniej szkodliwych substancji, mają większy moment obrotowy i to przy niskich obrotach (mówiąc po ludzku auto potrafi przyspieszyć na szóstce, nie tylko na dwójce i nie dymi przy tym jak komin w ChRL).

Najbardziej kuriozalne są pomysły wykorzystujące "doładowanie" silnika spalinowego wodorem i tlenem uzyskanym z elektrolizy wody, do której  prąd  otrzymuje się z prądnicy poruszanej tymże silnikiem. Abstrahując od ogólnych rozważań na temat "perpetuum mobile"  - jest w programie szkoły średniej taki niesamowicie nudna lekcja, jak cykl Carnota (cykl silników cieplnych). Tłuką tam do głowy, że sprawność silnika cieplnego zleży od temperatury źródła ciepła i chłodnicy   :  1-(T2/T1,), czyli nigdy nie zbliży się do 100%, chyba , że chłodzimy go w temp. zera absolutnego (T2=0) . Realna sprawność najlepszych silników Diesla to 40-45%. Zatem wytwarzanie prądu przez silnik cieplny a następnie używanie go do produkcji paliwa musi przynieść spore straty.

Kwintesencją dyskusji wydaje się dialog na portalu elektroda:

Szkoda tylko że wydatek energetyczny na wytwarzenie wodoru przewyższa zysk z jego spalenia

--A skad to wiesz ?

Może ze szkoły?

Tutaj dochodzimy do celów, jakie powinna pełnić instytucja szkoły. Oczywiście  zapamiętanie na całe życie wszelkich szkolnych szczegółów to marzenie ściętej głowy. Coś tam jednak powinno zostać, przynajmniej  szczątkowa informacja, że istnieją jakoweś zasady termodynamiki, co to jest katalizator, oraz podstawowa informacja, że woda może być spalinami, a nie produktem  energetycznym.

Kategorie: