מנוע בעירה - אולי לא סוף סיפור (מנועי מימן)

[KKatkov]

אני רק אשים את זה כאן... מה שאני טוען מזמן, מתחיל להופיע במדיה:
https://www.thisismoney.co.uk/money/...ER-petrol.html

מן הסתם, זה לא יעצור את יפי-הנפש חרדי האקלים.
הרי בסוף, הממשלות רוצות לחלק כסף למהפכות (שחלקו יגיע ל"ידיים הנכונות") והיצרנים רוצים שתזרוק את הרכב שלך לפח ותלך לקנות חדש, כדי להרגיש שאתה עושה משהו טוב לפלנטה (או כדי לחסוך בהוצאות הדלק, שמתנפחות ללא כל פרופורציה עקב מיסוי).
למדינות שכלכלתן מבוססת על נפט ופחם אפשר לא לדאוג עוד הרבה זמן, רוב החשמל ימשיך להיות מיוצר מדלקים מאובנים עוד תקופה ארוכה.
דעתי האישית והלא מחייבת היא שאם למישהו היה אכפת מהאקלים, היו מאפשרים לאנשים לרכוש בעלות סבירה כמה דונמים של קרקע מחוץ למרכז הארץ, ובתמורה מחייבים אותם לתחזק X עצים בשטח. אבל הכיוון של הממשל הוא אחר לגמרי - להפוך בית קרקע עם גינה גדולה למותרות יקרה ולצופף את כולנו בקני-נמלים.

[א הזקן]

סוף סוף ניצוץ של הגיון בכל הנושא של "אנרגיה ירוקה".

להערכתי, בסופו של דבר נעבור כולנו ל"כלכלת מימן". התוצר שלו לאחר הפקת האנרגיה הוא היחיד הידוע כרגע שאינו מזהם כלל (מים) והמקור שלו אינו מוגבל (מים).

הפקת האנרגיה ה"טבעית" בכדור הארץ מתבססת על מחזור פחמן. בשריפה של חומר אורגני (עץ) מתקבלת אנרגיה, פחמן דו חמצני ומים. הכלורופיל שנמצא בעלים ובמקרואוגניזמים שונים משמש – ביחד עם אור שמש, פחמן דו חמצני ומים – ליצירת עץ, שנשרף וחוזר חלילה. אם מסתכלים על הנטו של התהליך הוא הופך אנרגיית שמש לחום (שאותו אפשר להפוך לחשמל, אנרגיה מכאנית וכו'). הבעיה – התהליך אינו יעיל מספיק לשימוש בדרישות המודרניות לאנרגיה. מימן אמור לתת את התשובה ביעילות גבוהה יותר – הפיכת אנרגיות "נקיות" יחסית (שמש, רוח) לאנרגיה שימושית (חשמל, מכאנית) כשמים הוא החומר המתווך. ניתן להשתמש במימן לצורך הפקת חשמל ע"י תא דלק או ע"י שריפה (כגון מנוע שריפה פנימית – בנזין - שיעבור הסבה דומה להסבה לגז, חימום ליצירת קיטור בתחנת כוח) ולצורך אגירת אנרגיה ממקורות לא רציפים (שמש, רוח).

המעבר לכלכלת מימן דורש מספר פיתוחים מדעיים/טכנולוגיים כי, נכון להיום, הוא לא יעיל.
פיתוח של תא/י דלק יעיל/ים ועמידים: כיום יעילות הפקת חשמל מתא דלק נמוכה יחסית והממברנות (עליהן מתבצעת התגובה בין מימן וחמצן המשחררת אלקטרונים) מתכלות מהר מדי.
פיתוח זרזים (קטליזטורים) שיהפכו אלקטרוליזה של מים ליעילה יותר ו/או יאפשרו הפקת מימן ישירות מאור השמש (קטליזטורים פוטוכימיים).
פיתוח אמצעי שינוע למימן: מתבצע בשני כיוונים. האחד – מכלים העמידים בלחץ גבוה ובפגיעות מכאניות חיצוניות שמשקלם קטן (כך שמשקל המימן במכל יהיה לפחות 5%). השני – חומרים קלים הסופחים מימן בטמפרטורות נמוכות ומשחררים אותו בחימום – גם כאן משקל המימן הניתן לניצול בהתקן כולו צריך להיות לפחות כ-5% כדי להיות כלכלי.
פיתוח של אמצעי אגירה יעיל ובטיחותי לכמויות גדולות לצורך אגירת אנרגיה לא רציפה.

עד שהדברים הללו לא יקרו נמשיך לשרוף פוסילים בצורה ישירה (מנוע בנזין ודיזל) ועקיפה (רכב מונע מצברים). הבעיה בכל הסיפור הזה היא שמי שקובע את המהלכים אינם אנשי מקצוע (מדענים ומהנדסים) אלא דעת הקהל שמתבססת על אמונות שונות. זה גורם לכך שמשאבים רבים מופנים למחקר ופיתוח של אמצעים שאינם יעילים בעליל (כגון מצברים) במקום ללכת לכיוונים שבסופו של דבר יפתרו את בעיית האנרגיה על הכדור שלנו.

[xlib]

להערכתי, בסופו של דבר נעבור כולנו ל"כלכלת מימן". התוצר שלו לאחר הפקת האנרגיה הוא היחיד הידוע כרגע שאינו מזהם כלל (מים) והמקור שלו אינו מוגבל (מים).

.

טענות מגוחכות אחד יותר משנייה.

צר לי לאכזב אותך, אבל מקור למימן זה לא מים. כלומר אפשר לפרק מים למימן וחמצן, אבל יעילות תהליך זה קטנה מאוד. לא מייצרים מימן ככה.

ולא, אוטו חשמלי לא מזהם יותר - זה הופרך אינספור פעמים.


Sent from my iPhone using Tapatalk

[א הזקן]

טענות מגוחכות אחד יותר משנייה.

צר לי לאכזב אותך, אבל מקור למימן זה לא מים. כלומר אפשר לפרק מים למימן וחמצן, אבל יעילות תהליך זה קטנה מאוד. לא מייצרים מימן ככה.

ולא, אוטו חשמלי לא מזהם יותר - זה הופרך אינספור פעמים.


Sent from my iPhone using Tapatalk

אוי, xlib, כדאי שתקרא ותנסה להבין לפני שאתה עונה. בגיל 5 ביטחון מוחלט במה שאתה אומר היה מספיק כדי שהחברים שלך יחשבו שאתה צודק. זה לא המצב כשיש אנשים שגם יודעים משהו על הנושא (במקרה לגמרי, זה קשור למקצוע ולעבודה שלי).

אז ככה: זה שהיום מפיקים מימן מתהליכים שונים, כמו תרמוליזה (פיצוח, פירוליזה) של פחמימנים שמקורם בעיקר בנפט ידוע וברור. אני כתבתי על תהליכים עתידיים (טכנולוגיות שמלכות לפיתוח).

הבעייה העיקרית של אלקטרוליזה של מים היא ה-over potential הדרוש לשם כך. הבעייה תפתר כשימצאו קטליזטור(ים) מתאים(ים) להוריד את ה-over potential. יש לא מעט עבודות מחקר בסיסיות בנושא (הנה, אפילו אחת שיצאה מהטכניון) וייקח זמן עד שזה ייכנס לתעשייה, אבל זה יקרה. ואפילו אתה תסכים שמים הם מקור זול יותר למימן (בתנאי שאפשר לפרק אותם ביעילות) מכל מקור אפשרי אחר.

כדי לייעל עוד יותר את התהליך, יש עבודות המנסות לייצר קטליזטור שיהפוך ישר את אנרגיית השמש לחימזור של מים (יצירת מימן וחמצן). גם כאן מתחילים לראות הצלחות בשלב המעבדה (חפש, לדוגמה, מאמרים של Prof. Noam Adir בנושא). יש כאן פוטנציאל ליעלות גבוהה יותר ע"י חיסכון בשלב של הפכת אור שמש למימן.

באשר לרכב חשמלי: ברור שייצורו מזהם יותר מייצור רכב בנזין/דיזל בגלל הסוללות. השלב הבא תלוי באיך מייצרים את החשמל המשמש לטעינת המצברים: אם זה ממקורות מתחדשים (כמו בנורבגיה) אז כנראה שהסה"כ הוא זיהום מופחת. אם, כמו בארץ, רוב החשמל מיוצר משריפת פוסילים - אז רכב חשמלי מזהם בסה"כ יותר. זה נכון להיום. אם, באמת, בישראל יעברו לאנרגיה מתחדשת אז רכב חשמלי היא טכנולוגיה שנותנת פתרון ביניים.

[xlib]

וייקח זמן עד שזה ייכנס לתעשייה, אבל זה יקרה. ואפילו אתה תסכים שמים הם מקור זול יותר למימן (בתנאי שאפשר לפרק אותם ביעילות) מכל מקור אפשרי אחר.
….
יש כאן פוטנציאל ליעלות גבוהה יותר ע"י חיסכון בשלב של הפכת אור שמש למימן.

בגיל 5 אתה מאמין לכ דבר ״מדעי״. אחר כך אתה לומד לקרוא. ואחרי 20 שנות התעשיה אתה מבין ש-90% מחקרים עם מסקנה של ״יש פוטנציאל״ זה בולשיט טהור. נכון להיום בבוקר אין דרך אפקטיבית לייצר מימן כדלק ממים. יש ניסויים, מחקרים ומה לא. אבל שה לא חסר בשום תחום.

באשר לרכב חשמלי: ברור שייצורו מזהם יותר מייצור רכב בנזין/דיזל בגלל הסוללות..

לא, זה לא ברור. השוואות כאלה קשה מאוד לעשות נכון. אם עצלי בישיבה מישהו יביא טעון כזה - הוא יישלח להשלים הסבר ההשוואתי.
אנשים כבר עשו את זה, וחבל על כל דקה של וויכוח. רכב חשמלי אולי לא נוח, אבל מה שנכון נכון - יש פחות זיהום.


Sent from my iPhone using Tapatalk

[Dresdner]

בגיל 5 אתה מאמין לכ דבר ״מדעי״. אחר כך אתה לומד לקרוא. ואחרי 20 שנות התעשיה אתה מבין ש-90% מחקרים עם מסקנה של ״יש פוטנציאל״ זה בולשיט טהור. נכון להיום בבוקר אין דרך אפקטיבית לייצר מימן כדלק ממים. יש ניסויים, מחקרים ומה לא. אבל שה לא חסר בשום תחום.



לא, זה לא ברור. השוואות כאלה קשה מאוד לעשות נכון. אם עצלי בישיבה מישהו יביא טעון כזה - הוא יישלח להשלים הסבר ההשוואתי.
אנשים כבר עשו את זה, וחבל על כל דקה של וויכוח. רכב חשמלי אולי לא נוח, אבל מה שנכון נכון - יש פחות זיהום.


Sent from my iPhone using Tapatalk

עשו השוואות ורכב חשמלי בדיוק כמו שהוא אמר מזהם יותר במדינות ששורפות בנזין, גז ופחם.
בגרמניה רכב חשמלי מזהם בזמן יצורו ואחר בזמן השימוש שלו כי גרמניה שורפת פחם לחשמל כמו מדינת עולם שלישי לעומת זאת בצרפת החישוב שונה כי הם משתמשים בתחנות כח גרעיניות אז שם זה נוטה יותר לכיוון הרכב החשמלי אבל גם שם אם תחליף את כל המכוניות על בנזין מחר ותחליף אותם בחשמלי פליטת גזי החממה תושפע באחוזים בודדים

[א הזקן]

בגיל 5 אתה מאמין לכ דבר ״מדעי״. אחר כך אתה לומד לקרוא. ואחרי 20 שנות התעשיה אתה מבין ש-90% מחקרים עם מסקנה של ״יש פוטנציאל״ זה בולשיט טהור. נכון להיום בבוקר אין דרך אפקטיבית לייצר מימן כדלק ממים. יש ניסויים, מחקרים ומה לא. אבל שה לא חסר בשום תחום.
Sent from my iPhone using Tapatalk

אני חולק עליך. לדעתי 95-97% מהמחקרים הללו הם בולשיט. אבל, גם אם רק 3% שווים משהו, זה לא מעט בהתייחס לכמות המחקרים הנעשים היום. חוץ מזה, גם ממחקרי בולשיט מצטבר ידע והבנה מכל הסוגים, ובעקיפין זה תורם לפיתוחים חדשים.

20 שנה בתעשייה מסביר הרבה מאוד. התעשייה בארץ (כפי שאני מכיר אותה, גם מניסיון אישי) נוקטת בשיטת "אם זה עובד אז למה לשנות" ו"אם המתחרה שלי עושה זאת פחות טוב ממני, למה לי להשקיע בשיפור". הגישה הזו סוגרת את המחשבה והאופקים ומכניסה סטגנציה. אז, כמו רוב הטכנולוגיות, גם הפקת מימן ממים תפותח ע"י סטרטאפ של צעירים שאינם כבולים מחשבתית בגלל "20 שנה בתעשייה", וכנראה תירכש ע"י "התעשייה" כשהטכנולוגיה תהיה בשלה. או, שהסטרטאפ יגדל וירכוש את התעשייה, כמו שקרה לחברת בל הקטנה עם חברת הטלגרף האמריקאית, המאובנת מחשבתית ששללה טכנולוגיה חדשנית של תקשורת.

בסה"כ הדברים ידועים: ידוע מה הבעיות באלקטרוליזה של מים. ידוע לאן צריכים להגיע ומה התכונות של החומר שיביא לשם. החיפוש אחרי חומר כזה יכול לקחת יום או שנים, אבל ככל שעובר הזמן ומצטבר ידע החיפוש נעשה ממוקד יותר ויעיל יותר.
ידוע מה הפרמטרים הדרושים לחימזור (redox) של מים. יש הבנה בסיסית כיצד חומר מגיב עם אור, איך "לקצור" יותר ארכי גל מקרינת השמש (כרומופורים – אם זה אומר לך משהו), מה צריך להיות מצבו לאחר בליעת הפוטון, מה צריך להיות אורך החיים המינימאלי של מצב זה (ואיך להשפיע על כך) וכו'. נשאר "רק" למצוא את החומר(ים) הנכון(ים) – ושוב, רק עניין של זמן.

לא, זה לא ברור. השוואות כאלה קשה מאוד לעשות נכון. אם עצלי בישיבה מישהו יביא טעון כזה - הוא יישלח להשלים הסבר ההשוואתי.
אנשים כבר עשו את זה, וחבל על כל דקה של וויכוח. רכב חשמלי אולי לא נוח, אבל מה שנכון נכון - יש פחות זיהום.


Sent from my iPhone using Tapatalk

ייצור של סוללת ליתיום עם 28KWh מייצר כ-3 טון פחמן דו חמצני. חפש מסמך PDF בשם sustainability-09-00504.pdf. טסלה מודל 3, לדוגמה, נמכרת עם סוללות של 50-75 קווט"ש, כלומר בייצורן נפלטו 5.3-8 טון פד"ח. מכונית ממוצעת פולטת 120 גרם פד"ח לק"מ (גולף דיזל – כ-140 גרם לק"מ). חשבון פשוט מראה שמכונית ממוצעת יכולה לנסוע 44-67 אלפי ק"מ לפני שפלטה פד"ח בכמות שנפלטה מייצור הסוללות של טסלה חדשה 0 ק"מ (גולף דיזל – 38-57 אלפי ק"מ). כלומר, גם במדינות שבהן ייצור החשמל 100% ירוק, רכב קונבנציונלי יכול לנסוע על בנזין/סולר כמה שנים טובות לפני שמזהם כמו טסלה 3 חדשה 0 ק"מ. במדינות בהן ייצור החשמל מבוסס ברובו על שריפת פוסילים רכב חשמלי מזהם ללא ספק יותר מרכב בנזין/דיזל.

הנה, הבאתי לך הסבר השוואתי, אבל אני לא רוצה לעבוד אצלך.

[xlib]

20 שנה בתעשייה מסביר הרבה מאוד. התעשייה בארץ (כפי שאני מכיר אותה, גם מניסיון אישי) נוקטת בשיטת "אם זה עובד אז למה לשנות"

זה עיקרון הנדסי חשוב מאוד. מחשב עליו אתה כותב את זה בנוי לפי העיקרון הזה.

בסה"כ הדברים ידועים: ידוע מה הבעיות באלקטרוליזה של מים. ידוע לאן …
…
רק עניין של זמן.

אני לא מומחה לכימיה ברמה כזאת כדי להגיד ״זה לא יקרה״, השאלה היא - האם אתה כן? אתה כבר הצלחת? אם כן, למה לא קראתי על זה בחדשות, ואם לא - למה אתה מחכה?

ייצור של סוללת ליתיום עם 28KWh מייצר כ-3 טון פחמן דו חמצני. חפש מסמך PDF בשם sustainability-09-00504.pdf. טסלה מודל 3, לדוגמה, נמכרת עם סוללות של 50-75 קווט"ש, כלומר בייצורן נפלטו 5.3-8 טון פד"ח. [URL="https://www.lightfoot.co.uk/news/2017/10/04/how-much-co2-does-a-car-emit-per-year/"]
…
הנה, הבאתי לך הסבר השוואתי, אבל אני לא רוצה לעבוד אצלך.

הא? טסלה מורכבת לא רק מסוללה וגולף לא מורכב מסולר. הסבר השוואתי אמור לכלול ייצור של אוטו חשמלי (כולו!) מול *יצור* של אוטו מקביל. אחרי זה אפשר להשוות שימוש , לבדוק זמן חיים של סוללה וכו


Sent from my iPhone using Tapatalk

[kaz]

סוף סוף ניצוץ של הגיון בכל הנושא של "אנרגיה ירוקה".

להערכתי, בסופו של דבר נעבור כולנו ל"כלכלת מימן". התוצר שלו לאחר הפקת האנרגיה הוא היחיד הידוע כרגע שאינו מזהם כלל (מים) והמקור שלו אינו מוגבל (מים).

הפקת האנרגיה ה"טבעית" בכדור הארץ מתבססת על מחזור פחמן. בשריפה של חומר אורגני (עץ) מתקבלת אנרגיה, פחמן דו חמצני ומים. הכלורופיל שנמצא בעלים ובמקרואוגניזמים שונים משמש – ביחד עם אור שמש, פחמן דו חמצני ומים – ליצירת עץ, שנשרף וחוזר חלילה. אם מסתכלים על הנטו של התהליך הוא הופך אנרגיית שמש לחום (שאותו אפשר להפוך לחשמל, אנרגיה מכאנית וכו'). הבעיה – התהליך אינו יעיל מספיק לשימוש בדרישות המודרניות לאנרגיה. מימן אמור לתת את התשובה ביעילות גבוהה יותר – הפיכת אנרגיות "נקיות" יחסית (שמש, רוח) לאנרגיה שימושית (חשמל, מכאנית) כשמים הוא החומר המתווך. ניתן להשתמש במימן לצורך הפקת חשמל ע"י תא דלק או ע"י שריפה (כגון מנוע שריפה פנימית – בנזין - שיעבור הסבה דומה להסבה לגז, חימום ליצירת קיטור בתחנת כוח) ולצורך אגירת אנרגיה ממקורות לא רציפים (שמש, רוח).

המעבר לכלכלת מימן דורש מספר פיתוחים מדעיים/טכנולוגיים כי, נכון להיום, הוא לא יעיל.
פיתוח של תא/י דלק יעיל/ים ועמידים: כיום יעילות הפקת חשמל מתא דלק נמוכה יחסית והממברנות (עליהן מתבצעת התגובה בין מימן וחמצן המשחררת אלקטרונים) מתכלות מהר מדי.
פיתוח זרזים (קטליזטורים) שיהפכו אלקטרוליזה של מים ליעילה יותר ו/או יאפשרו הפקת מימן ישירות מאור השמש (קטליזטורים פוטוכימיים).
פיתוח אמצעי שינוע למימן: מתבצע בשני כיוונים. האחד – מכלים העמידים בלחץ גבוה ובפגיעות מכאניות חיצוניות שמשקלם קטן (כך שמשקל המימן במכל יהיה לפחות 5%). השני – חומרים קלים הסופחים מימן בטמפרטורות נמוכות ומשחררים אותו בחימום – גם כאן משקל המימן הניתן לניצול בהתקן כולו צריך להיות לפחות כ-5% כדי להיות כלכלי.
פיתוח של אמצעי אגירה יעיל ובטיחותי לכמויות גדולות לצורך אגירת אנרגיה לא רציפה.

עד שהדברים הללו לא יקרו נמשיך לשרוף פוסילים בצורה ישירה (מנוע בנזין ודיזל) ועקיפה (רכב מונע מצברים). הבעיה בכל הסיפור הזה היא שמי שקובע את המהלכים אינם אנשי מקצוע (מדענים ומהנדסים) אלא דעת הקהל שמתבססת על אמונות שונות. זה גורם לכך שמשאבים רבים מופנים למחקר ופיתוח של אמצעים שאינם יעילים בעליל (כגון מצברים) במקום ללכת לכיוונים שבסופו של דבר יפתרו את בעיית האנרגיה על הכדור שלנו.

א', מה לגבי אמוניה/מתאן? הבנתי שכבר יודעים לתפוס חנקן מהאוויר ולייצר בכמויות בשביל דשן (70% מהאוכל בגוף שלנו דושן באמוניה סינטטית או יאדה יאדה בסגנון).
אי אפשר לשרוף אותה יפה כמו במקס הזועם 3 (not bullshit, pigshit)?

[א הזקן]

א', מה לגבי אמוניה/מתאן? הבנתי שכבר יודעים לתפוס חנקן מהאוויר ולייצר בכמויות בשביל דשן (70% מהאוכל בגוף שלנו דושן באמוניה סינטטית או יאדה יאדה בסגנון).
אי אפשר לשרוף אותה יפה כמו במקס הזועם 3 (not bullshit, pigshit)?

אז ככה:
(א) לגבי אותו משקל, מימן נותן בערך פי 10 אנרגיה מאמוניה.
(ב) תוצרי השריפה של אמוניה הם מים ונוקסים (תחמוצות חנקן) שהם מזהמים רציניים.
(ג) אמוניה מופקת מחנקן שבאוויר ומימן. אז אין היגיון בלהשתמש במימן להכנת אמוניה (תהליך שדורש בעצמו לא מעט אנרגיה) ולשרוף את האמוניה במקום לשרוף את המימן.
(ד) מתאן הוא המרכיב העיקרי בגז טבעי. שריפה שלו אמנם מייצרת פחות מזהמים מאשר שריפת תזקיקי נפט או פחם, אבל מבחינת פליטת פחמן דו-חמצני זה אותו דבר.