Stránka 1 z 4

Vodíkový a elektrický pohon pro tanky

PříspěvekNapsal: 11/4/2017, 13:09
od Rase
Obrázek

Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

V současné době, patří vodíkový pohon mezi alternativní technologie, kterými by mohl být v budoucnu nahrazen spalovací motor na benzínový či naftový pohon. Tradiční fosilní zdroje jsou nahrazovány alternativami především kvůli produkovaným emisím a vyčerpatelnosti fosilních zdrojů. Oproti tomu je vodík prakticky nevyčerpatelným zdrojem energie a jeho spalování produkuje pouze vodní páry. V současnosti existuje řada projektů, které se snaží o to, aby se stal vodíkový pohon životaschopnou variantou tradičních paliv. Na tomto výzkumu se podílí také Česká republika. Vodík lze vyrobit mnoha způsoby z různých zdrojů. Prozatím dominuje výroba z fosilních paliv, doplňuje ji elektrolýza vody a v budoucnu se počítá s výrobou vodíku pomocí jaderné energie nebo biomasy. Další způsob, jak v budoucnu vyrábět vodík, je založen na průmyslové využitelnosti přírodních procesů, od některých bakterií, nebo výroba vodíku ze štěpení s využitím sluneční energie (mezinárodní projekt Hydrosol). Vodíkový pohon bývá řazen k tzv. hybridním pohonům, u kterých jde o kombinaci několika zdrojů energie pro pohon vozidla. Elektromotor ve vodíkových dopravních prostředcích získává energii z palivových článků (reakce vodíku a kyslíku) a akumulátoru. V případě osazení do větších vozidel, je možno část energie ukládat do ultrakapacitorů. Pokud jde o možnost skladování vodíku, tak zde je několik možností. V současnosti bývá skladován především v plynném stavu pod tlakem kolem 350 barů v bezešvých ocelových nádobách nebo pod vyššími tlaky do 700 barů v uhlíkových nádobách. Technicky i energeticky náročnější je skladování vodíku v kapalném skupenství. Vodík může být skladován i v pevných látkách, což patří mezi alternativní technologie, se kterými se počítá v budoucnu. V současnosti se s vodíkovým pohonem především experimentuje, ale první vozidlo poháněné vozdíkem vzniklo již před 210 lety.

Historie

V roce 1807 zkonstruoval švýcarský inženýr François Isaac de Rivaz (1752-1828) jeden z prvních automobilů, zároveň se jednalo o první vůz se spalovacím motorem. Jako palivo pro pohon sloužil vodík, motor dokonce používal elektrické zapalování a vodík se v něm mísil se vzduchem. Jako nádrž sloužil balonek naplněný plynným vodíkem. Jednalo se o motor s volným pístem, kdy na místo klikového mechanismu, se o převod hnací síly staral hřebenový převod a následně soustava kladek, řetězů a volnoběžek. Celý spalovací proces motoru byl ovládán manuálně. Vpouštění vzduchu i vodíku do válce, stejně jako zapalování tedy ovládal ručně sám řidič vozidla. Ruční zapalování probíhalo pomocí stisknutí tlačítka, načež došlo k výboji z Voltova článku. V roce 1813 de Rivaz zkonstruoval vylepšené vozidlo. Nyní šlo o velké, šest metrů dlouhé a téměř tunu vážící vozidlo. Jeho podoba se ale nedochovala. Další vývoj poněkud ustrnul a až v roce 1860 zkonstruoval belgický konstruktér Jean Joseph Étienne Lenoir (1822-1900) automobil nazvaný Hippomobile. O pohon se staral jednoválcový dvoutaktní motor, u něhož ale před zážehem nedocházelo ke stlačení směsi. O zapalování směsi se starala rovněž cívka. Jako palivo mohl sloužit svítiplyn, ale Lenoir u vozidla použil vodík, který si auto vyrábělo elektrolýzou. Průměrná rychlost vozu byla zhruba 3 km/h a odpovídala tempu volné chůze. Nevýhodou tohoto motoru byla velká spotřeba, hlučnost a přehřívání. Celkem se ale vyrobilo a prodalo zhruba 400 těchto motorů. Dalším pokus proběhl v roce 1933, kdy norská hydroelektrárenská společnost upravila jeden ze svých malých nákladních vozů pro vodíkový pohon. Vodík se získával reformací čpavku opět přímo ve vozidle. Spalovací motor byl již klasický čtyřdobý. Během obléhání Leningradu přestavěl Boris Schelishch 200 nákladních vozů GAZ AA pro pohon na vodík.

Moderní hybridní pohon

První vozidlo poháněné palivovými články, tedy způsobem, kdy není vodík spalován v motoru, ale v palivových článcích slouží k výrobě elektřiny, vzniklo v roce 1959. Šlo o traktor Allis-Chalmers, jehož palivové články dodávaly výkon 15 kW. Prvním automobilem s vodíkovými články je pak GM Electrovan z roku 1966. Palivové články nejsou pohonem v pravém slova smyslu. Palivový článek je měnič, v němž se uvolněná chemická energie mění v energii elektrickou. Získaná elektřina se používá k napájení elektromotoru. Prvním autem, které bylo schopné jezdit jak na vodík, tak benzin byl podle všeho experimentální Cadillac Seville z roku 1977. Stejný koncept předvedlo v roce 1979 také BMW, které poprvé použilo pro vodíkový i benzinový pohon motor s přímým vstřikováním. Šlo o šestiválec s objemem 3,5 litru, auto ale neslo označení 520h. Významný boom zaznamenávají vodíková experimentální auta především v devadesátých letech. Tahouny jsou GM, BMW, Daimler, Toyota i Mazda, s vodíkem to ale zkouší i další výrobci. V roce 2001 se vedle vodíkového BMW objevila i Lada Niva a vývoj pokračuje i nadále. Vodíkový pohon se rozšířil téměř do všech druhů dopravních prostředků, ať už ve formě prototypů nebo sériových produktů. Existují vozidla, letadla i plavidla s vodíkovým pohonem. Nejrozšířenější jsou vodíkové automobily a vodíkové autobusy. Nemalé prostředky jsou vynakládány na vývoj a výrobu hromadných dopravních prostředků. Autobusy na vodík se staly součástí provozu v evropských městech (Berlín, Barcelona, Londýn, Oslo a další), mezi ně patří i české Neratovice, kde byly vytvořeny podmínky pro provoz vodíkového autobusu s názvem TriHyBus.
Z našeho pohledu je ale klíčové Chevy Colorado ZH2 s elektrickým pohonem a vodíkovými palivovými články. Vozidlo bylo představeno v roce 2016, a na jeho vývoji spolupracuje společnost General Motors s US Army, konkrétně s TARDEC (Tank Automotive Research Development and Engineering Center). ZH2 je de facto militarizovaný civilní pick-up Chevrolet Colorado ZR2 (představen 2014). Díky elektrickému pohonu má ZH2 skvělé vlastnosti pro jízdu v terénu, protože elektrický motor má maximální krouticí moment od nulových otáček. Zajímavostí pohonu Colorado ZH2 je, že jeho palivové články jsou plně mobilní. Mohou tak energií napájet techniku i mimo vozidlo v případě, že není k dispozici jiný zdroj energie. Podle představitelů armády jde v praxi o velmi důležitou výhodu vodíkového pohonu. Mezi ty další patří hlavně nízká hlučnost, minimální tepelná stopa a solidní výkony. Nabízí se proto například nasazení při tajných misích. Speciálně vyvinutý podvozek má odolat všem zkouškám, které si na něj vojáci vymyslí. Cílem je naplno otestovat spolehlivost a užitečnost vodíkového pohonu ve vojenských misích. Vojenské zkoušky jsou plánovány na rok 2017.

Hybridní pohon pro tanky

Co se týče vodíkového pohonu pro těžší vozidla, tak v USA se po roce 2021 počítá s vývojem hybridních pohonných jednotek, které umožní dále zvýšit energetickou hustotu a dovolí radikálně zjednodušit mechanismus transmise. Přímý pohon pásu zajistí elektrické motory, které poskytují maximální krouticí moment od nulových otáček. Odpadá tak nutnost přenášet výkon motoru přes převodovku – elektromotor může být přímo "napojen na kola" nebo být přímo v kolech, což si patentoval již Porsche. Energii elektromotorům má dodávat kompaktní dieselový motor, ale je klidně možné, že by jej v budoucnu nahradily vodíkové palivové články, které by sloužily k výrobě elektřiny. Pokud jde o hybridní pohon tanků, tak je vhodné připomenout rodáka z Vratislavic nad Nisou, Ferdinanda Porscheho (1875-1951). Ferdinand Porsche navrhnul a zkonstruoval zkušební těžký tank VK3001 (P), jehož pohonná soustava se skládala ze dvou deseti válcových motorů Porsche 100 každý o výkonu 210 koní, dvou generátorů a dvou elektromotorů Siemens. U tohoto uspořádání nepoháněl spalovací motor přímo hnanou nápravu ale pouze elektrický generátor. Ten potom dodával energii elektromotoru jež teprve poháněl nápravu. Výhodou tohoto složitého řešení byla o poznání větší plynulost jízdy. Řízení těžkých pásových vozidel, obzvláště v náročném terénu, nebylo vůbec snadnou záležitostí a tento systém pohonu jej měl usnadnit. V praxi však byla tato výhoda převážena nešvary kombinovaného pohonu, zejména zvýšenou poruchovostí a velkými ztrátami energie. V dnešní době, kdy jsou materiály mnohem kvalitnější a elektronické systémy mnoho problémů mohou vyřešit, jsou Porscheho konstrukční řešení znovu moderní a postupně se oprašují. Jako příklad můžeme uvést bezpřevodový elektromotor umístěný v náboji kola (1897). Podobné řešení by tak nabízelo mnoho výhod, obejití problémů s převodovkou a zásobením systému elektřinou. Přímý pohon hnacích kol pásu tanků zajistí elektrické motory, které poskytují maximální krouticí moment od nulových otáček. Odpadne tak nutnost přenášet výkon motoru přes převodovku a složitou transmisi. Obdobný hybridní pohon je zavedený již u moderních osobních automobilů, ale od Porscheho časů nebyla využita. Moderní Německo je velmocí co se týče vývoje vodíkového pohonu vozidel v Evropě a spalovací motor na vodík mají automobily od společnosti BMW. Německo také hodlá do roku 2030 opustit pohon na spalování fosilních paliv, je tedy možné, že vyvíjený nový tank, projekt MCGS, by mohl využívat hybridní pohon. Přesněji elektrickým pohon a vodíkové palivové články. Zde se ale jedná až o blízkou budoucnost.

Technologie pro blízkou budoucnost ?

Jak již ale bylo řečeno v úvodu, problémem je, že čistý vodík se na zemi nenachází a je nutno jej vyrobit, což spotřebovává energii. Pokud se v budoucnu nebudeme chtít vázat na výrobu vodíku z fosilních paliv, která v současnosti probíhá poměrně snadno ze zemního plynu nebo ropy a uhlí, tak musíme hledat alternativní možnosti. Jednou je elektrolýza vody. Elektrolýza je proces, při kterém stejnosměrný proud při průchodu vodným roztokem štěpí chemickou vazbu mezi vodíkem a kyslíkem. V současnosti 4 % produkce vodíku. V budoucnu se počítá s výrobou vodíku pomocí jaderné energie nebo biomasy. Další způsob, jak v budoucnu vyrábět vodík, je založen na průmyslové využitelnosti přírodních procesů. Při rozkladu organických látek se za přispění některých bakterií uvolňuje vodík, a to je předmětem zájmu specialistů z oboru genetického inženýrství. Stranou nezůstává ani výroba vodíku ze štěpení ve vodě s využitím sluneční energie (mezinárodní projekt Hydrosol). Je nutno připočítat i náklady na samotné stlačení plynného vodíku a dopravu vodíkových nádrží. Pokud konstruktéři zvolí palivové články, tak jejich výroba je v současnosti nákladná a vyžaduje vzácné kovy, například platinu. Nádrže na plynný vodík zabírají dost prostoru, ale v budoucnu snad dokážeme vodík chemicky vázat na krystaly kovů, čímž se problém skladování vyřeší. Tato technologie se dělí na dvě podskupiny – na materiály, které fungují na fyzikálních principech (adsorbují vodík do svého povrchu) a materiály, které fungují na bázi chemických vazeb vodíku do hmoty materiálu. Do první skupiny spadají grafeny (forma uhlíku podobná grafitu), uhlíkové nanostruktury, skleněné mikrokapsle, kovoorganické soustavy (metal-organic framework, MOF) a zeolity. Do druhé skupiny patří hydridy kovů a alkalických zemin a komplexní hydridy. Zde dochází při styku s vodíkem k reakci, při které se uvolňuje teplo a vodík se váže do chemických vazeb daného materiálu. Opětovného uvolnění vodíku z nosné látky dosáhneme jejím zahřátím. V této oblasti je ještě spousta neprozkoumaného prostoru a velké množství nadějných sloučenin. Některé ze zatím objevených látek mají schopnost absorbovat velké množství vodíku, jiné jsou schopné pracovat při nízkých teplotách, další mají téměř neomezený počet dobíjecích cyklů a vynikají rychlou regenerací. V současnosti se hledá sloučenina, která bude v rozumné míře splňovat všechny tyto čtyři parametry a zároveň budou mít výhodný hmotnostní a objemový poměr. Již první prototypy zaberou (na ujeté km) jen polovinu místa ve srovnání s elektrickými bateriemi. Teprve čas ukáže, ve které z těchto oblastí dojde k zásadnímu průlomu. Jisté ale je, že vodíkový pohon může být klíčovou technologií pro dobu budoucí.

Zdroj:
http://www.nazeleno.cz/vodikovy-pohon.dic
http://www.defensenews.com/articles/hyd ... y-vehicles
http://www.nazeleno.cz/technologie-1/hy ... -2025.aspx
http://auto.idnes.cz/prvni-vodikove-aut ... tomoto_vok
http://www.armadninoviny.cz/10-nejvetsi ... -2016.html
http://autosalon.iprima.cz/vodikovy-che ... udoucnosti
https://cs.wikipedia.org/wiki/Ferdinand_Porsche
https://en.wikipedia.org/wiki/Fran%C3%A ... c_de_Rivaz
https://cs.wikipedia.org/wiki/%C3%89tienne_Lenoir
viewtopic.php?f=173&t=1963

Obrázek Obrázek
François Isaac de Rivaz a jeho vozidlo

Obrázek
Jean Joseph Étienne Lenoir

Obrázek
Ferdinand Porsche, průkopník benzíno-elektrického pohonu


Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 11/4/2017, 22:10
od Vlastimil Čech
V souvislosti s vodíkovým pohonem čehokoliv si přidrzle dovoluji porovnat super-huper vodíkový pohon s pohonem černým uhlím:
VODÍK, 1000litrů nádrž, 300 atm.... měrná hmotnost vodíku m3= 0,09kg/m3. Při 300atm obsahuje nádrž 27kg vodíku. Energetický obsah vodíku jest 119.550kJ/kg. Energetický obsah celé natlakované nádrže jest tedy 3.227.850 kJ.
--------------------------------------------------------------
ČERNÉ UHLÍ, 1000litrů nádrž, hmotnost obsahu 900kg. Energetický obsah může být kolem 30.000kJ/kg. Energetický obsah nádrže jest tedy 27.000.000 kJ
--------------------------------------------------------------
Tedy si představme kubíkovou vysokotlakovou nádrž, bude mít jistě hmotnost (odhadem) ve stovkách kilogramů. Má-li být vyplněna nějakým exotickým adsorbentem? A co třeba tzv. "vodíkové křehnutí ocele"? Skoro žádná těsnění nejsou vzhledem k malé molekule vodíku účinná. (Připomínám například změnu těsnění -svařování- u přechodu jen nízkotlakých rozvodů plynu do domácností ze svítiplynu na metan-tedy zemní plyn) Oblast výbušnosti vodíku je ohromná 4,1%- 74% - rozhodně větší než u uhlí :) Každé vozidlo naplněné vodíkem se stává při havárii potencionelním "Hindenburgem" :shock: ... Z uhlím poháněného vozu se při havárii uhlí nanejvýš vysype.
---------------------------------------
cituji z učebnice chemie:
Významnou novinkou posledních několika let je zdokonalení a zlevnění palivového článku. V tomto energetickém zařízení dochází k přímé přeměně energie chemické reakce vodíku s kyslíkem na elektrickou energii. Jako paliva se přitom používá plynného vodíku, kyslík je dodáván z atmosféry jako při normálním hoření. Účinnost tohoto procesu dosahuje v současné době hodnoty 60 %, což je podstatně více než bychom dosáhli spalováním vodíku a následným využitím vzniklého tepla pro výrobu elektrické energie. Nevýhodou současných palivových článků je stále ještě jejich vysoká cena a fakt, že proces je doposud značně citlivý vůči katalytickým jedům a vyžaduje proto použití velmi čistých chemikálií. Proto se palivové články už od šedesátých let 20. století využívají především v kosmických technologiích, kde uvedené nevýhody nejsou příliš významné.
--------------------------------------------
tedy: 1)Palivový článek jako nejúčinější využití : účinnost 60%.
2)choulostivost palivových článků na katalytické jedy (btw.: časté zprávy o poruchách el. zdrojů kosmických letadel)
3) cena obvyklého technického vodíku v tlakové lahvi 50l á 200 atm = 10m3 to je 0,9 kg je nabízeno (bez uvedení dalších poplatků) za 2.622 Kč (myslím, že bez z DPH)
4) netuším jaká je CELKOVÁ fysikální účinnost výroby, skladování a distribuce vodíku. Vzhledem ku složitosti a nákladům čistého vodíku, který by nelikvidoval veledrahé (platinové?) elektrody palivových článků, odhaduji, bez ohledu na patrně podstatně vyšší, než shora uváděnou cenu, ne lepší technickou účinnost než nějakých 10%. (tedy energie získatelná v motoru z jednotky paliva v poměru ku energii vložené do výroby, distribuce, skaldování atd.)
-------------------------------------
3.227.850 kJ = necelých 897kWh. Vezmeme-li v úvahu technickou účinnost palivového článku tedy 60% a elektomotoru (90%) může být ryze teoreticky a bez uvažování dalších ztrát a při vodíkovém pohonu k disposici celých, neskutečně velikých, 484 kWh. Na vyjetí z garáže a před bránu to našemu milému tanku bude stačit.
-------------------------------------
pokud by tank byl poháněn parostrojem, jehož kotel je krmen černým uhlím, či koksem o technické účinnosti 15%, pak by při stejně objemném palivovém zásobníku měl k disposici:
27.000.000.kJ, což je 7.500kWh
-------------------------------------
Tímto srovnáním rozhodně nechci popříti myšlenku extravagantního paliva a pohonu vozidel. Napsal jsem to proto, že si myslím, že cesta k realisaci a uvedení do provozu je ještě HODNĚ DLOUHÁ a bude jistě HODNĚ KLIKATÁ.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 07:19
od Rase
Z uhlím poháněného vozu se při havárii uhlí nanejvýš vysype


No ony parní tanky vznikly, v USA roku 1918, ale místo uhlí, použily pro pohon kerosín nebo petrolej. Patrně kvůli neskladnosti uhlí. Celkově byl problém s uhlím u mobilních prostředků už koncem 19.století, kdy se začala spíš používat nafta a další skladnější hořlaviny. Konstrukce parního tanku měla velice vážné potíže s chlazením kotlů a tak bylo v tanku poněkud "horko" - je potřeba říct, že nesnesitelné klima bylo i u klasického tanku se spalovacím motorem. Dalším velikým nebezpečím bylo potencionální zasažení kotle nebo dvou velikých palivových nádrží. V případě zásahu a úniku žhavé páry, by se posádka mohla uvařit (!) což taky není zrovna optimistická představa. viewtopic.php?f=209&t=4531
Osobně beru jako zásadní, onu možnost vázat vodík na krystaly kovů, tím by se vyřešily hlavní problémy vodíkového pohonu. Tedy jak výbušnost, tak i problém se skladováním. Osobně mi přijdě zajímavější přímé spalování vodíku, přeci jen palivové články jsou komplikované na výrobu. Mít ale v nádrži bakterie, které by vyráběly vodík přímo ve vozidle, by bylo hodně skvělé - jen přidat vodu. Tím se ale dostáváme k hlavnímu problému. Přeci jen většina lidí na zemi má problém sehnat pitnou vodu, tak se obávám, že pokud by byla používána i pro pohon vozidel, ještě víc by se snížily její zásoby. Slaná voda by se nejspíš musela nejdřív odsolit, nebo jinak upravit - ale nevím.

Obrázek

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 07:42
od jean
Vlastimil, súhlasím s celým textom, len v tom výpočte využiteľnej energie uhlia pre parný stroj to tiež treba prenásobiť účinnosťou stroja a máme využiteľných už len 1125kWh. To už nie je taký extrémny rozdiel proti vodíku.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 07:52
od Rase
Navíc pokud by to byl klasický parní pohon, tak k uhlí je potřeba připočítat i vodu a nemálo železa pro rozvody atd.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 08:16
od jean
To isté sa dá povedať o elektropohone - s 500kW trvalého výkonu je to tiež slušný macek s vodným chladením. Neverím, že v blízkej budúcnosti (20-30 rokov) niečo dokáže vytlačiť zdroje meniace chemickú energiu paliva na mechanickú. V porovnaní s naftou, či benzínom má všetko zatiaľ známe zúfalo malý litrový objem energie, prakticky 10x menší.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 08:54
od kenavf
Ideál by bol palivový článok fungujúci s benzínom alebo naftou,na metanol už tuším existuje.Samozrejme by tam asi tiež hrozili tie katalitické jedy.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 11:49
od Rase
Využití větrných elektráren pro výrobu vodíku

Společnost ČEZ zvažuje, možnost využít přebytky elektřiny z větrných elektráren pro výrobu vodíku. Moderní technologii, která se v posledních letech rozvíjí hlavně v Německu, chce prvně v praxi vyzkoušet i ČEZ. Nestane se tak na českém území, ale v areálu větrného parku v rumunské Dobrudži. Projekt je zatím ve fázi přípravy, a ČEZ jej tudíž nechce blíže komentovat. Jisté už je, že sáhne po technologii, kterou vyvíjí německá společnost Sunfire. Jedná se o firmu, do které ČEZ kapitálově vstoupil prostřednictvím fondu Inven Capital v závěru roku 2015. Vlajkovým produktem drážďanského startupu Sunfire je unikátní technologie palivového článku, který dokáže s využitím elektřiny vyrábět vodík, případně syntetický metan nebo i syntetická kapalná paliva. Tato paliva následně umí přeměnit na elektřinu a teplo v době, kdy je dodatečný zdroj energie zapotřebí. Větrný park, který postavil ČEZ poblíž obcí Fantanele a Cogealac na jihovýchodě Rumunska, je dodnes největší pozemní instalací v Evropě. Tamních 240 větrných turbín při provozu na plný výkon dodává do sítě až 600 megawattů.

http://www.euro.cz/byznys/cez-chce-v-ru ... ku-1341533

Vodíkový pohon pro civilní vozidla budoucnosti ?

Jako ukazatel možného vývoje ve vojenském průmyslu, můlžeme brát i trendy v průmyslu automobilovém. Donedávna viděla většina automobilek ve vodíku budoucnost, dnes ale od této technologie mnozí odstupují, případně její vývoj odsouvají. Nejstarší automobilka Mercedes-Benz končí s vývojem automobilů, jejichž primárním palivem je vodík, přitom ještě před pár lety tuto technologii propagovala. V roce 2009 uvedlo Mercedes vůz F-Cell a v roce 2018 uvede svůj poslední "vodíkový" vůz GLC F-Cell. Podle vyjádření Mercedesu však s léty došlo k dalšímu vývoji klasických akumulátorů, které jsou stále lacinější a současně se zvyšuje jejich kapacita, naopak vývoj vodíkového pohonu se zdá být stále méně progresivní. Oproti tomu, s vodíkovým pohonem i nadále počítá automobilka Toyota a s vodíkovými auty chce spojit svoji budoucnost.

http://zpravy.e15.cz/byznys/prumysl-a-e ... pu-1331170

Obrázek

Obrázek

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 11:55
od kenavf
"V Česku se testuje vlak na vodíkový pohon s nulovými emisemi"
http://www.elektrina.cz/vlak-na-vodikovy-pohon

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 12/4/2017, 12:29
od Vlastimil Čech
Pro pana Rase:
Tohle zní velice rozumně. Prostě neskladovat problematický vodík, ale nějaké rozumnější palivo. Ovšem výrobu uhlovodíku z vodíku si nedovedu představit. Hlavně tak, aby byla i ekonomicky rozumná.
I když: i větší ekonomické náklady mohou pomoci nějak aspoň využít silně problematické, nestabilní, nejisté a vůbec málo užitečné "ekologické" zdroje. Nejsem ovšem chemikem a asi nějaká cesta existuje.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 13/4/2017, 10:04
od Aiwendill
Položme si ale otázku, ako by skladovanie vodíku a celkovo alternatívny pohon ovplyvnil vlastnosti tanku. Predsa len tank je 1) terénne a 2) bojové vozidlo.

1) Niečo iné je strčiť motor na alternatívne palivá, eventuálne vodík, do nejakého obyčajného cestného vozidla a niečo iné je ho strčiť do terénneho vozidla, ktoré má podstatne iné nároky. Aký výkon by musel mať motor, aby dokázal pohnúť tankom v teréne. Predsa len je tank trošku masívnejší a ťažší objekt rádovo v desiatkach ton. Existuje motor na alternatívne palivá, ktorý by dokázal pohnúť takým kolosom a ešte k tomu v teréne?

2) Ako by ovplyvnila nádrž s tekutým/stlačeným vodíkom bojové vlastnosti tanku? Nebola by to len zbytočne nebezpečná nádrž? Predsa len benzín, nafta, mazut, vodka a ostatné palivá sú menej výbušné ako vodík. Nádrž s vodíkom by určite nemohla byť na vonkajšej časti vozidla, ako sa to občas robieva pri normálnych palivách, pretože v bojových podmienkách by to bola pekná pecka, keby dostali zásah do nádrže. A strčiť to dovnútra? Kam, keď tam treba strčiť aj muníciu, motor, kanón, posádku a ďalšie technické vybavenie tanku?

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 13/4/2017, 10:31
od Rase
Proto jsem do článku dal i onen vojenský vůz Chevy Colorado ZH2, přeci jen na něj budou jiné nároky než na civilní automobily.
S těmi nádržemi je problém, proto píšu možné řešení, vodík chemicky vázat na krystaly kovů. Tato technologie se dělí na dvě podskupiny – na materiály, které fungují na fyzikálních principech (adsorbují vodík do svého povrchu) a materiály, které fungují na bázi chemických vazeb vodíku do hmoty materiálu. Osobně si to taky nemumím moc představit, ale zní to skvěle. V jaké fázi je tento výzkum netuším. Možnost mít palivo vázané na materiál pancíře, nebo přídavný pancíř, by byl velice cool. Takhle si to umím představit, jako klasické nádrže na vodík, asi radši nee.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 13/4/2017, 10:55
od Vlastimil Čech
Pane Aiwendille: Kapalný vodík, který jste zmínil je látka ke skladování naprosto nevhodná. Nádoba ku skladování tekutých plynů musí být co nejlépe tepelně isolovaná a OTEVŘENÁ, aby odpařený plyn nezvyšoval přetlak v nádrži. Možná spíše znáte ze života tekutý dusík. Takže s vodíkem je to podobné. Jenomže dusík vře při -195°C, vodík při -253°C. Zkapalnit vodík je neskutečně obtížné. Tekutý vodík je naprosto exotická a drahá látka. Udržet ho kapalný úkol pro extra pracoviště. Pokud vím, některé kosmické rakety (raketoplány) snad byly tímhle plněny, ale palivo se do nich pumpovalo až těsně před startem a pokud start nevyšel, nemohl vodík v nádržích zůstat. Tekutý vodík na pohon jakýchkoliv vozidel je technický nesmysl.
Takže: dokud se nedočkáme nějakého adsorbčního či absorbčního skladování vodíku, je použití vodíku pro pohon běžných vozidel technicky nereálný.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 13/4/2017, 11:23
od Vlastimil Čech
https://blog.adafruit.com/2013/04/16/so ... -the-last/
http://englishrussia.com/2013/04/14/sov ... -the-last/

Jen tak pro pořádek: parovůz
Text je napsán zjednodušenou angličtinou, kdyby to bylo nutné, přeložím. Ale jedná se hlavně o obrázek a o to, že doprava (civilní) nemusí být nutně závislá na tekuté PHM, dobrý motor s vnějším spalováním může být krmen tekutým, práškovým, kusovým, či plynným palivem. Stačí upravit či vyměnit hořáky, nebo spalovací komoru.
Samotný boiler je dneska něco jiného než kotle z 19-tého století, stejně tak jako celé soustrojí.
NESROVNÁVEJME PAROSTROJE Z 19-tého století SE STROJI ZE 21-tého století !

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 13/4/2017, 20:37
od Aiwendill
Pane čechu, preto som to dal ako kvapalný/stlačený. Viem o teplote varu vodíka a viem, aké má vlastnosti. Ono nielen kvapalný ale aj stlačený vodík je veľmi ošemetný na skladovanie, pretože jeho atómy sú tak malé, že postupom času prechádzajú skrz väčšinu bežných látok a preto sa vodík nedá skladovať dlhodobo. Preto som položil také otázky aké som položil. AKo by to bolo vyriešené v bojových podmienkách? Ani v bežnom aute nemôžete nechať stlačený vodík, pretože vyprchá...

Rase, problémom je, že keď už je vodík naviazaný na nejaký iný atóm v molekule, tak sa drasticky menia jeho vlastnosti a často výsledná zlúčenina nie je horľavá, čiže v motore nepoužiteľná. Áno, uhľovodíky sú horľavé a používajú sa v motoroch, no iné zlučeniny?

Ja vidím najreálnejšie palivo pre bojové vozidlá ťažších váhových kategórií (tanky, samohybné delá, BVP, BTR, etc...), ktoré by pritom rešpektovalo aj eventuálny nedostatok ropy v budúcnosti, niečo na spôsob syntetických uhľovodíkov. Syntetický benzín vyrábaný nemcami cez WW2 bol celkom solídnym palivom, pokiaľ viem. Elektromotory majú problém utiahnúť väčšie vozidlá aj teraz a to nehovorím ani o tankoch s ich desiatkami ton. Takže čo nám ostáva? parný stroj? :-?

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 13/4/2017, 21:29
od kenavf
Aiwendill píše:..Rase, problémom je, že keď už je vodík naviazaný na nejaký iný atóm v molekule, tak sa drasticky menia jeho vlastnosti a často výsledná zlúčenina nie je horľavá, čiže v motore nepoužiteľná. Áno, uhľovodíky sú horľavé a používajú sa v motoroch, no iné zlučeniny?..

On mal Rase možno na mysli niečo ako tieto metalhydridy. http://www.odpadoveforum.cz/DVD/dokumen ... ky/319.pdf

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 13/4/2017, 21:43
od Mirek58
Ovšem výrobu uhlovodíku z vodíku si nedovedu představit

Výroba synt. paliva bez dodávky externího vodíku, -hydrogenace-, je dnes, vzhledem k účinnosti procesu, nereálná.
( Např i v případě bioplyn. stanic se takto zvyšuje konečný el.výkon o cca 3-5%)

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 14/4/2017, 09:15
od Martin Hessler
Já bych to, pánové, neviděl tak optimisticky. Technologové a konstruktéři si mohou vymýšlet co chtějí, ale poslední slovo budou mít ropné koncerny a na ně ekonomicky navázaní vládnoucí politici... Masové rozšíření využití nefosilních paliv a z něj plynoucí prudký celosvětový propad cen ropy (hovoříme zde o desítkách procent) by tak zahýbaly světovou ekonomikou, že by nejspíše vedly k válce - a tentokrát myslím opravdovou válku, ne "lokální konflikty" jako byl Perský Záliv. Takže auto na vodu je krásná představa, ale dokud bude na ropných polích co těžit, asi si můžeme nechat zajít chuť.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 14/4/2017, 10:04
od Vlastimil Čech
Aiwendill píše:Pane čechu, preto som to dal ako kvapalný/stlačený. Viem o teplote varu vodíka a viem, aké má vlastnosti. Ono nielen kvapalný ale aj stlačený vodík je veľmi ošemetný na skladovanie, pretože jeho atómy sú tak malé, že postupom času prechádzajú skrz väčšinu bežných látok a preto sa vodík nedá skladovať dlhodobo. Preto som položil také otázky aké som položil. AKo by to bolo vyriešené v bojových podmienkách? Ani v bežnom aute nemôžete nechať stlačený vodík, pretože vyprchá...

Rase, problémom je, že keď už je vodík naviazaný na nejaký iný atóm v molekule, tak sa drasticky menia jeho vlastnosti a často výsledná zlúčenina nie je horľavá, čiže v motore nepoužiteľná. Áno, uhľovodíky sú horľavé a používajú sa v motoroch, no iné zlučeniny?

Ja vidím najreálnejšie palivo pre bojové vozidlá ťažších váhových kategórií (tanky, samohybné delá, BVP, BTR, etc...), ktoré by pritom rešpektovalo aj eventuálny nedostatok ropy v budúcnosti, niečo na spôsob syntetických uhľovodíkov. Syntetický benzín vyrábaný nemcami cez WW2 bol celkom solídnym palivom, pokiaľ viem. Elektromotory majú problém utiahnúť väčšie vozidlá aj teraz a to nehovorím ani o tankoch s ich desiatkami ton. Takže čo nám ostáva? parný stroj? :-?


Dokonale souhlasím. Pan Rase ovšem pravděpodobně měl na mysli ne nějakou chemickou sloučeninu, ale spíše látku, ve které by byl vodík rozpuštěný. Podobně jako třeba acetylén je v lahvích autogenu rozpuštěn v acetonu... Těžko říci.
Jinak ovšem potvrzuji Váš rozbor do puntíku.
--------------------------
Parní tank, který uvádíte jako příklad nevhodnosti tohoto druhu pohonu byl konstruován před PŘED STO LETY! Motory s vnitřním spalováním, soustrojí transmisní, a konec konců všechny náležitosti mají za sebou oněch sto let vývoje. V kombinaci s elektronikou a moderními materiály má dozajista parní stroj (parní turbina) před sebou dalekosáhlé možnosti. Konec konců, nejmodernější plavidla letadlové lodě, ponorky atp. jsou poháněny parostrojem. Ovšem zdrojem tepla není nějaká spalovací komora, ale atomový reaktor. Jistě, atomový reaktor v tanku je dosti špatně představitelný...
Dnešní parní boilery ani spalovací komory nejsou už dávno veliké, těžké, nepohotové. K jejich obsluze není třeba topičů Antonínů...
Jedinou fysikálně technickou -a těžko překonatelnou- překážkou pro pozemní vozidla je kondensát. Pokud by někdo postavil vážně míněné parní vozidlo, musel by vyřešit napájení vozidla vodou, nebo převratný způsob chlazení pracovního media. V našem klimatu to jistě není problém, vody je kolem habakuk, ale někde v aridních oblastech by byl problém. Snad by stálo za úvahu, prozkoumat vhodnost jiných látek, nahrazujících v motoru s vnějším spalováním medium, tedy vodu. Tak aby ji bylo možno snadněji kondensovat a stoprocentně vracet do oběhu. Nevím. Snad nějaké metanfluoridy? Nabízí se možná i čpavek, ale s ohledem na jeho třeskuté ostatní vlastnosti bych ho předem vyloučil.
Přes tuto komplikaci si dovedu moderní konstrukci tanku poháněného parostrojem velmi dobře představit. Rozhodně se mi jeví realističtější než tank na baterky, nebo na stlačený vodík.

Re: Hybridní vodíkový pohon pro tanky budoucnosti

PříspěvekNapsal: 14/4/2017, 15:36
od Polarfox
Martin Hessler píše:Já bych to, pánové, neviděl tak optimisticky. Technologové a konstruktéři si mohou vymýšlet co chtějí, ale poslední slovo budou mít ropné koncerny a na ně ekonomicky navázaní vládnoucí politici... Masové rozšíření využití nefosilních paliv a z něj plynoucí prudký celosvětový propad cen ropy (hovoříme zde o desítkách procent) by tak zahýbaly světovou ekonomikou, že by nejspíše vedly k válce - a tentokrát myslím opravdovou válku, ne "lokální konflikty" jako byl Perský Záliv. Takže auto na vodu je krásná představa, ale dokud bude na ropných polích co těžit, asi si můžeme nechat zajít chuť.

1) S technologií postavenou na ropě nemůžeš vydržet věčně...i kdyby spiknutí ropných koncernů existovalo a bylo ve hře, tak pokrok prostě nezastaví.
2) Kdyby byla moc a vůle to zaříznout, tak se to stalo...jenže ty technologie se vyvíjí a je do nich investováno. To že to jde pomalu je přirozené, ne nějaká tajná zvůle.
3) Velké koncerny a vlády nejsou taky zcela padlé na hlavu a musí myslet na budoucnost a to i ve spojitosti s bodem 1. Stejně jako některé arabské státy dnes začínají diverzifikovat své příjmy, aby nahradily budoucí propad, tak takto se bude chovat spousta jiných entit. Kdo má nyní pazoury na ropě je sice možná king, ale kdo bude mít pazouru na budoucích technologiích, tak bude king posléze. Upřímně pochybuji, že si tohle nikdo neuvědomuje.
4) Nikdy nic nejde tak skokově, aby nastal v jednom okamžiku ohromný přerod...tenhle proces zabere desetiletí a tudíž je tam ohromný polštář pro to, aby se s tím ekonomika poprala. Nemluvíme tu přeci o tom, že jednoho krásného dne přiletí mimozemšťani a zavřou nám přes noc všechny kohoutky, eventuálně ráno člověk místo auta na benzín na parkovišti najde auto na vodu.
5) Ropa se nepoužívá jen jako palivo (i když to momentálně vede) a technologický pokrok a možnosti zavádění nových technologií nejsou celosvětově identické, takže ještě dlouhý čas se jí stejně nezbavíme.