如果要用氢气为我们驾驶的汽车提供动力,则必须找到一种更好,更安全的运载无色,挥发性气体的方法,这种气体最终会导致飞镖和齐柏林飞艇的使用因兴登堡爆炸而告终。
里德·克莱格(Reid Creager)在《夏洛特观察家。
自9月以来,Thonhauser一直在与两名研究生助理合作,研究以轻巧紧凑的形式存储氢的方法,以用于运输。
氢已被用作某些工业实践的燃料,并使用高压罐,冷库以及加热时释放出气体的化学物质来推动火箭推进。这些应用包括提供能量,以补充风力发电机等间歇性能源。该研究甚至可能对轻轨系统的供电产生影响。
由于容器的重量无关紧要,所以很容易在地下储罐中存储氢-在汽车中方程式会发生根本变化。
Thonhauser说:“我们的想法是改变未来的汽车,而我们不必担心安全问题。”“如果我将油箱埋在地下,那么油箱可能会很沉,它的重量有多大都没关系,但是如果您要使用相同的油箱并将其放在汽车后备箱中,则非常它有多重很重要。”
这位教授正在研究在汽车,卡车甚至飞机上使用氢作为燃料的最佳方式,而重量是效率的克制。
但是,Thonhauser和他的团队处理工作的方式令人惊讶,有两种不同的方式。
首先,他们的工作不是用实验室和物理模型完成的,而是用铅笔和纸加上大量的计算机时间来完成的。
“我是一个理论上的凝聚态物理学家,” Thonhauser告诉Creager。“我们要求计算机为我们解决量子力学定律,并将其应用于感兴趣的材料。”
该团队在“ Wake Forest”计算机上工作,“ Wake Forest计算机”在我们要求进行计算的同时连接大约1300台计算机。他们可能需要几个月的时间才能完成简单的计算。他说。
这就是量子力学的科学。
其次,研究中涉及的原理似乎无视外行的物理学定律。
当您有一个花瓶时,您可以在该容器中放入可定量的水。如果再添加一定数量的砾石,则将从与之配套的花瓶中减去的水量减去岩石的体积。
同样,当您有一个用于容纳氢气等气体的容器时,在给定的温度和压力下,该容器将容纳可量化的量。但是,当您在同一个容器中填充某些化合物时,它将容纳更多的氢气,而空的话可能会容纳更多的氢气。
这些化合物具有比其他方式更冷凝的状态吸收氢气的能力。
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可以通过某种基于计算机的数学分子建模来计算这些各种化合物的性质,这更加令人惊讶。
研究小组正在研究使用硼氢化镁的可行性;氨硼烷或特殊烷烃(饱和烃)可提供安全有效的氢存储方法。
他补充说:“换句话说,您实际上可以将水视为储氢材料,因为它含有氧气和氢气。”“从某种意义上说,那里有很多氢。唯一的问题是,出门非常困难。”
正如兴登堡事件所说明的那样,氢气在增压箱中成倍增加。在八年级科学中,我们使用电解将少量氢气释放为小烧杯-当您在气体旁通过火焰时,它会炸开爆炸性的树皮。
加压氢具有极强的爆炸性,可能使汽车陷入比福特平托所称的更糟糕的死亡陷阱。
教授建议:“让我们把它放进一个气瓶里吧。”“我敢肯定,您在高速公路上的卡车上看到过汽油瓶,人们确实这样做了。唯一的问题是,您无法将足够的氢气注入气瓶。您可以用汽油瓶开汽车50英里,但随后用尽了氢气。我们希望能够在需要加油之前行驶300至400英里。”
即使氢是宇宙中最丰富的元素,也涉及其他问题。尽管气体遍布我们,但它根本不是以一种可用的形式存在。
分离成所需的形式是困难且昂贵的,然后难以存储直到需要。最后,要从中回收能量并非易事-燃料电池汽车在一定程度上解决了这个问题,燃料电池汽车通过氢与含氢介质的相互作用产生电能,但效率仍然不高。
然后,要进行Thonhauser的纯粹研究并将其通过应用科学方法运用于现实世界是有代价的,这个过程可能需要数十年。
“转化氢气要多少钱?”教授反问。“建造一个可以放在车里的坦克要花多少钱?普通的汽油箱由薄金属制成,相当便宜。第三件事是从氢中回收能量要花多少钱?我们需要一个能做到这一点的燃料电池,而这些燃料电池的价格如何?”
目标仍然是值得的-给定一种生产和储存氢的方法,燃烧它只会产生能提供生命的水,而别无其他。
协助研究生Evan Welchman理解了更可持续的燃料来源的重要性。
他说:“随着发展中国家人口的快速增长和经济的增长,越来越多的人正在获得从一个地方开车到另一个地方的手段。”“利用所有这些新车辆,遏制向大气中排放的温室气体量是我们限制气候变化运动的极为重要的组成部分。”
融化的冰盖和冰川,更猛烈的风暴和极端条件以及海平面上升突出了这一点。
韦尔奇曼总结说:“我将在一个有可能影响地球社会政治面貌并确保我们的孩子能够在晴朗的天空下嬉戏的领域进行研究。”“多么酷啊?”
比“大爆炸理论”的书呆子还要酷,这是肯定的。
图片:上面的照片是在兴登堡号最初爆炸时拍摄的,显示了804英尺的德国齐柏林飞艇,随后爆炸将船撞上1937年5月6日在新泽西州莱克赫斯特的莱克赫斯特海军航空站的地面。咆哮的火焰在系泊桅杆右上方的两个人的身旁,危险地靠近爆炸。现场刺激了NBC广播电台广播员赫伯特·莫里森(Herbert Morrison)对这场灾难进行了令人难忘而又令人激动的叙述。(美国海军)图片是公共领域。