A környezetbarát áramtermelés kémiája


A környezetbarát áramtermelés kémiája
Olvasási idő: 2 perc

A metánt mint a földgáz legfontosabb összetevőjét vizsgálja az ELTE Természettudományi Kar kutatócsoportja.

Magyarországon a háztartások nagy része földgázt használ fűtésre. Ez az egyik legkörnyezetkímélőbb megoldás otthonaink melegének biztosítására. A metán-levegő elegyek gyulladásával kapcsolatos vizsgálatok legújabb eredménye hozzájárul a fűtés és az áramtermelés hatékonyságának növeléséhez. Illetve a környezeti terhelés csökkentéséhez. Emellett a kutatás az ipari biztonságtechnikában, a vegyiparban és az energetikában is további fejlesztésekhez vezethet. De a földgáznak fontos szerepe van az áramtermelésben, a környezetbarát áramtermelés esetén is. A nap- és szélenergián alapuló energiatermelés ugyanis nem egyenletes, hiszen nagy ingadozások jellemzik. Az így megtermelt áram kiegyenlítésének egyik hatékony módszere a földgáztüzelésen alapuló gázturbinák és gázmotorok használata, amelyek gyorsan tudják pótolni a kieső árammennyiséget.

A földgáz jelentős része – területenként eltérő mértékben, de hazánkban közel kilencvenhét százalékban – metán. Hogy ezt a színtelen, szagtalan, de gyúlékony anyagot egyre hatékonyabban lehessen használni a környezetbarát áramtermelés során, fontos a metán-levegő elegyek robbanásának, a láng terjedésének vizsgálata a gázmotorokban, valamint a káros anyagok keletkezésének leírása a földgáz égése során.

Az ELTE Reakciókinetikai Laboratóriuma és az Alkalmazott Analízis és Számításmatematikai Tanszék munkatársai – Valkó Éva, Papp Máté, Zhang Peng és Turányi Tamás – a metán-levegő elegyek gyulladását vizsgálták részletes reakciókinetikai modell alapján. A gyulladási idő érzékenységi vektorát számították ki úgy, hogy széles tartományban változtatták a kezdeti (T) hőmérsékletet, a (p) nyomást és a (ϕ) metán-levegő arányt. A kapott több mint 14 ezer érzékenységi vektor klaszteranalízise megmutatta, hogy a (T, p, ϕ) térben öt tartomány jelölhető ki, és mindegyik tartományban más kémiai reakciók sorozata vezet a metán gyulladásához.

A gázmotorok működése során földgáz-levegő elegyet nyomnak össze, és így gyorsan elérnek egy adott hőmérsékletet és nyomást. Kritikus, hogy ez a nagy nyomású, forró gázelegy mennyi idő alatt robban fel. Ha megbízható, részletes reakciómechanizmuson alapuló modell áll rendelkezésre, akkor az arra épülő számítógépes modellel eldönthető, hogy bekövetkezik-e robbanás vagy sem – mondja Turányi Tamás egyetemi tanár, a kutatás vezetője.

A kifejlesztett kémiai modellekre mérnöki tervező programok épülhetnek, amelyek a gázmotorok működését még hatékonyabbá teszik.

Turányi Tamás kutatócsoportja évek óta vizsgál úgynevezett e-üzemanyagokat is. Ezekkel feloldható a megújuló energiatermelés említett korlátja és a megtermelt árammennyiség erős ingadozása. Az e-üzemanyagokban a feleslegben megtermelt áram energiatartalmát lehet raktározni, majd onnan előhívva, újra árammá átalakítani. Az egyik ilyen anyag az ammónia, amelynek előnye, hogy előállítása kiforrott technológián alapul, könnyű szállítani és tárolni is.



Previous Az üvegszövet háló a rétegrend lényeges eleme
Next Honnan erednek és mit szimbolizálnak a karácsonyfadíszek?

No Comment

Leave a reply

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.

tizennyolc − 18 =