تحقیق در مورد سوخت هیدروژن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 30 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

‏سوخت هیدروژن

امروزه گاز هیدروژن برای استفاده در موتورهای احتراقی و وسایل نقلیه الکتریکی باتری دار مورد بررسی قرار گرفته است. هیدروژن در دما و فشار طبیعی، یک گاز است و به این علت، انتقال و ذخیره آن از سوخت های مایع دیگر، دشوارتر است. سامانه ‌هایی که برای ذخیره هیدروژن توسعه یافته‌اند، عبارتند از:

هیدروژن فشرده، هیدروژن مایع و پیوند شیمیایی میان هیدروژن و یک ماده ذخیره (برای مثال، هیدرید فلزات).

با این که تاکنون هیچ سامانه حمل و نقل و توزیع مناسبی برای هیدروژن وجود نداشته، اما توانایی تولید این سوخت از مجموعه متنوعی از منابع و خصوصیت پاک سوز بودن آن، هیدروژن را به سوخت جانشین مناسبی تبدیل کرده است.

هیدروژن یکی از ساده‌ترین و سبک‌ترین سوخت های گازی است که در فشار اتمسفری و دمای جوی حالت گاز دارد. سوخت هیدروژن همان گاز خالص هیدروژن نیست، بلکه مقدار کمی اکسیژن و دیگر مواد را نیز با خود دارد. منابع تولید سوخت هیدروژن شامل گاز طبیعی ، زغال سنگ ، بنزین و الکل متیلیک هستند. فرآیند فتوسنتز در باکتری ها یا جلبک ها و یا شکافتن آب به دو عنصر هیدروژن و اکسیژن به کمک جریان الکتریسیته یا نور مستقیم خورشید از آب، روش های دیگری برای تولید هیدروژن هستند.

در صنعت و آزمایشگاه های شیمی، تولید هیدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدنی است: 1- الکترولیز 2- تولید گاز مصنوعی از بازسازی بخار یا اکسیداسیون ناقص. در روش الکترولیز با استفاده از انرژی الکتریکی، مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند. انرژی الکتریکی را می‌توان از هر منبع تولید الکتریسیته که شامل سوخت های تجدید پذیر نیز می‌شوند، به دست آورد. وزارت نیروی آمریکا به این نتیجه رسیده است که استفاده از روش الکترولیز برای تولید مقادیر زیاد هیدروژن در آینده مناسب نخواهد بود.

روش دیگر برای تولید گاز مصنوعی، بازسازی بخار گاز طبیعی است. در این روش، می‌توان از هیدروکربن‌های دیگر نیز به عنوان ذخایر تامین مواد استفاده کرد. برای نمونه، می‌توان زغال سنگ و دیگر مواد آلی (بیوماس) را به حالت گازی درآورد و آن را در فرآیند بازسازی بخار برای تولید هیدروژن به کار برد. از طرفی چون هیدروکربن های فسیلی محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است دید خود را به سمت استفاده از منابع تجدید شونده معطوف کنیم.

گاز هیدروژن می تواند هم از منابع اولیه تجدید پذیر و هم از منابع تجدید ناپذیر تولید شود. امروزه تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید پذیر به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را می پیماید. این در حالی است که تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید ناپذیر به ویژه منابع فسیلی به علت محدود بودن این منابع روز به روز کاهش می یابد.

گاز هیدروژن در اثر واکنش های تخمیری میکروارگانیسم های زنده، به ویژه باکتری ها و مخمر ها روی بیوماس، تولید می شود. بیوماس از منابع اولیه تجدید پذیر است که از موادی مانند علوفه، ضایعات گیاهان و فضولات حیوانات به دست می آید. در روند تولید گاز هیدروژن، باکتری های بی هوازی با استفاده از پدیده تخمیر، مواد آلی و آب را به گاز هیدروژن تبدیل می کنند. برای تولید هیدروژن به وسیله باکتری ها دو نوع تخمیر وجود دارد: یک نوع تخمیر نوری است که در آن به منبع نور نیاز است و نوع دیگر، تخمیر در تاریکی است که نیازی به نور ندارد. در این واکنش ها منابع کربنی زیادی استفاده می شود که همگی از بیوماس تامین می شوند. در طبیعت میکروارگانیسم های بی هوازی در غیاب اکسیژن و با استفاده از پدیده تخمیر، گاز هیدروژن تولید می کنند، ولی مقدار این گاز از نظر کمی پایین است و از نظر اقتصادی برای مصارف صنعتی و خانگی و ... قابل توجیه نیست؛ از این رو باید با استفاده از روش هایی، بازده تولید گاز هیدروژن را افزایش داد. یکی از روش هایی که می توان بازده تولید گاز هیدروژن را بالا برد، تغییرات ژنتیک در ژنوم این باکتری ها با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی است. روش دیگر، استفاده از ترکیبی از باکتری های هوازی و بی هوازی در کنار هم است. در این روش چون باکتری های بی هوازی در فرآیند تخمیر تولید اسید های آلی می کنند، رفته رفته محیط واکنش اسیدی می شود و PH پایین می آید؛ از این رو تولید هیدروژن کاهش می یابد. ولی هنگامی که باکتری های هوازی در محیط باشند، از اسید های آلی استفاده و آنها از محیط خارج می کنند؛ در نتیجه راندمان تولید گاز هیدروژن بالا می رود.

تحقیق و توسعه

وزارت نیروی آمریکا برای توسعه استفاده از هیدروژن دو برنامه اصلی را دنبال می‌کند که یکی برنامه هیدروژن وزارت نیرو و دیگری شبکه اطلاعاتی تکنولوژی‌های هیدروژن است. هیدروژن، سومین انرژی فراوان بر روی سطح زمین است. همان طور که به صورت ابتدایی در آب و ترکیبات آلی یافت می شود. هیدروژن از هیدروکربن ها یا آب به دست می آید و هنگامی که به عنوان سوخت مصرف می شود، یا برای تولید الکتریسیته از آن استفاده می شود و یا با ترکیب مجدد با اکسیژن تولید آب می کند. از این رو و با توجه به قابلیت بالای تولید انرژی در این سوخت اخیراً تلاش های زیادی برای جانشین کردن این سوخت صورت می گیرد. مسائل ایمنی

هیدروژن از دیدگاه ایمنی نیز مطمئن و مطلوب است و برای حمل ونقل ، نگهداری و استفاده، خطرناک تر از سوخت های رایج دیگر نیست. به هر صورت مسائل ایمنی همچنان به عنوان یکی از اساسی‌ترین مقوله ها در استفاده از انرژی هیدروژن باقی می ماند.استانداردهای متداول دنیا امنیت استفاده از آن را با سختگیری در طراحی‌ و انجام آزمایش های متعدد فراهم می آورد. همچنین در حوزة نگهداری و حمل آن، استانداردهای بسیاری برای تمام تجهیزات مرتبط تدوین شده است. اقتصاد هیدروژن

تحقیق در مورد تست هیدروژن فعال

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 7 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

شناسایی الکل ها

نام تست: تست هیدروژن فعال توسط سدیم

SODIUM DETECTION OF ACTION HYDROGEN

جهت شناسایی گروه های OH, SH,NH گروه استیلن انتهایی اسیدهای کربوسیلیک

روش کار:

1-به لوله خشک موارد زیر را اضافه می کنیم

2-اگر الکل جامد بود ان را در حلال خشک و بی اثر مثل تولوئن حل می کنیم .

3-سپس سدیم تازه بریده شده را به محلول درون لوله می افزاییم.

جواب تست :

در اثر افزودن سدیم گاز هیدروژن دیده می شود صبر می کنیم تا گاز هیدروژن (حباب ها )تمام شد بعد ETHER می زنیم محلول کدر می شود (به دلیل محلول بودن نمک حاصل ) که در این صورت نشان دهندهجواب مثبت است .

واکنش ها:

بحث:

1-برخی ترکیبات دیگر با سدیم واکنش می دهد واکنش دیگری از نوع تراکمی کاهیده شدن و . . .

2-متیل کتون – استون –سدیم استو نیدریدیم و نپتو کلیدها مزتیل اکسید ها

با سدیم واکنش داده ولی جزء ترکیبات دارای هیدروژن فعال نمی باشد .

3-این ازمون برای الکل هایی با وزن مولکولی متوسط مانند انهایی که دارای 3 تا 8 اتم کربن هستند مفید است.

شناسایی الکل ها

نام تست : ازمون لوکاس( HCL-ZNCL2)

جهت شناسایی : الکل هایی که کربوکاتیون پایدار تشکیل می دهند با معرف لو کاس محلول کدر رنگ ایجاد می کند و همچنین تا الکل های 6 کربنه می توان نتیجه گرفت .

روش کار :

10 قطره معرف لوکاس

2 قطره معرف الکل

جواب تست :

الکل نوع سوم با معرف لو کاس سریع واکنش می دهد و محلول کدر می سازد .

الکل نوع دوم با معرف لوکاس بعد از 5 min واکنش می دهد و محلول کدر می سازد.

الکل نوع اول با معرف لوکاس اصلا واکنش نمی دهد .

ایزوپروپانول بعد از5 min به معرف لو کاس جواب می دهد ولی رنگ محلول کدر نمی شود (چون الکیل هالید حاصل فرار است)

الکیل الکل سریعا با معرف لوکاس واکنش می دهد .

بنزیل سریعا با معرف لوکاس واکنش می دهد .

واکنش ها:

بحث: مکانیسم ازمون لوکاس یک فرایند از نوع SN1 که در زیر نشان داده شده

بنزیل الکل مثل کربوکاتیون های نوع سوم واکنش می دهند در صورتیکه که کرباکاتیون نوع اول تولید می کند الکیل الکل اگر چه یک الکل نوع اول است ولی یون کربونیومی به وجود می اورد که بواسطه توزیع مساوی بار روی دو اتم کربن انتهای نسبتا پایدار است و سریعا با معرف لوکاس واکنش می دهد .

شناسایی الکل ها :

نام تست : تست جوتر (کرومیم تری اکسید –اکسایش جوتر ) انیدرید کرومیک

جهت شناسایی : هیدروژنی که به کربن دارای عامل Oh متصل باشد به جوتر جواب مثبت

می دهد.

روش کار :

1mol استون در لوله خشک ریخته

1 یا 2 قطره نمونه

1 ای یا 2 قطره معرف جوتر

جواب تست : اگر بعد از 2 ثانیه نارنجی جوتر به سبز لجنی تبدیل شد الکل نوع اول یا دوم است و اگر حباب نداد یا تعیین رنگ نداد الکل نوع سوم است .

واکنش ها: