TermokemiaMaxwellDemon

Amikor H₂-t és O₂-t (elválasztva, tiszta formában!) állítunk elõ, pl. Sulfur-iodine cycle segítségével. Lásd a szintén érdekes NO₂ lent !

• egy másik igen praktikus, a FaGázosító-ban is használható C+H2O a vizsgálathoz nem ideális, mert ott a szén is fogy, ezért nem igazi ciklus (a gyakorlatban attól még jól használható, akárcsak a benzinmotor, a hőerőmű vagy atomerőmű, ahol szintén fogy az üzemanyag), a CO ill CO2 visszaredukálásával pedig bonyolulttá válik. Ráadásul a H₂-t CO-val keverve kapjuk (ez kondencációval praktikusan nem választható szét), ami mind elméleti gondolatkísérletnél mind a gyakorlati megvalósításnál gondot okoz ),
• Ha O₂ közeget használunk, akkor a syngas producerben 800..1200C-n redukálva CO + CO (+ esetleg H2 a biomasszából) lesz az eredmény, vagyis míg a kompresszornak csak 1 mol hideg anyagot kell összenyomni, az expanziónál 2 .. 3 mol meleg gázt látunk (!!!) amit egyébként is ki kellene hűteni (az expanzió hűléssel jár). Azaz Carnot= 1 - 300K / 1200K = 75% helyett 87% feletti az elméleti hatásfokhatár az 1200 K-en beadott hőre.  Ezután az éghető gázt szokásos módon hidegen légkeverés, újabb összenyomás, szikragyújtás, expanzió, stb... folytatódik a lánc. A végén a kipufogó előmelegíti a gáz és szilárd anyagokat a reakcióhoz (és a biomasszát desztillálja)

akkor az energia egy részét 830C^o-on kell betáplálni (és 120C-n kapunk vissza kevesebb hõt). Az energia egy részét kémiai energiaként kapjuk. a H₂ égéshõjével. (az energiamegmaradás minden bizonnyal teljesül.)

"The difference between the heat entering the cycle and the heat leaving the cycle exits the cycle in the form of the heat of combustion of the hydrogen produced.".

Ha 64.4%-nál jobb hatásfokkal tudjuk (ami a 830C és 120C közötti Carnot hatásfok) a keletkezett H2 és O2-t munkává alakítani, akár

• üzemanyagcellában (80-90% is elérhetõ, más kérdés, hogy gyakorlati nehézségek vannak pl. a tartóssággal, a készülék elszennyezõdésével)
• akár hõerõgépben (a rakéták 1 kg LH2+LOX üzemanyaggal kb. 4440 kg m/s tolóerõt tudnak adni), akár 4000K felett égethetõ (az elméleti határ 5000 K körüli ?)

aminek semmilyen elméleti akadálya nincs (gyakorlatban persze nehéz) akkor ugyebár az történt, hogy a 830C-n betáplált Q1 energiát 4000K-en kaptuk vissza (ez egyfajta másodfajú perpetum mobile, ami mint tudjuk azért lehetetlen, mert eddig még nem sikerült, pedig már mindent tudunk!). Egyébként igaz itt is, hogy nem áramlik a hõ magától hidegebbrõl melegebbre, messze van ez a ciklus a "maguktól" végbemenõ folyamatoktól.

A tudomány fõpapjai mindenféleképpen igyekeznek védeni a termodinamika 2. fõtételét (nyilván úgy érzik, ez a dolguk). Aki nem védi, hanem valóban tudományosan vizsgálja, (ami nem a dogmák védelme, hanem felülvizsgálata, szükség esetén az érvényességi kör újrafogalmazása, szûkítése, a modellek pontosítása) az repül az elõkelõ papság köreibõl. A 2. fõtétel védelmében sokszor egészen a vicc szintig képesek elmenni. Természetesen vannak kivételek, pl. Maxwell. Amikor nyilvánvalóan kosz van a palacsintában, akkor tördelik a kezüket, hogy "az üzemanyagcellára" nem "úgy" érvényes, nem annyira erõs megkötést jelent (lásd wikipedia fuel_cell).

Az én olvasatomban a fenti körfolyamatnak az endoterm kémiai reakció miatt nem kell a 2. fõtétel-nek megfelelnie.

Természetes, hogy a reakciót olyan exergia-barát hõerõgépben kell véghez vinni, ami a többlet Q2 , azaz kémiai energiává nem alakult hõt nem elpocsékolja, hanem közel Carnot hatásfokkal munkává alakítja, pl. a szintén Carnot-közeli jóságú hõszivattyú hajtásához.

A kén-jód ciklus ellentmondást mutat a termodinamika 1. és 2. fõtételének "közvetlen következménye" között.

Egyébként nem az egyetlen ilyen kémiai reakció.

 

---

NO₂ Álomreakció ?

At 150 °C, NO2  decomposes with release of oxygen via an endothermic process (deltaH = 114 kJ/mol):    2 NO₂ => 2 NO + O₂
(wikipedia ugyanezt mondja) Ez 2478 kJ / kg -ot jelent. Vagyis utána 2000 C felett elégethetjük (alighanem üzemanyagcellát is lehetne hozzá fabrikálni), jó hatásfokkal munkává alakítható.

Természetesen nem sérti az energiamegmaradás törvényét (150 C-n sok hõt kell betenni kevés nitrogéndioxid bontásához), de ha jó hõerõgépet szerkesztünk köré, és az exergiára vigyázunk, akkor a környezeti hõbõl munkát tudunk kinyerni.

Figyelembe kell vegyük, hogy nagyobb nyomáson más T lehet szükséges. Persze zárt ciklusról lévén szó használhatunk akár alacsonyabb nyomást is, pl 30kPa .. 101.3 kPa. További nehézség a gyors rekombináció - nincsen sok idõnk a gépen belül a gázok vezetésére, hõátadására (ez komoly nehézség, jó hatásfokú gépet egyébként is nehéz készíteni, ezzel a megkötéssel még nehezebb...).

• hõ bevitele 300 kPa, 150 C,     2 NO₂ => 2 NO + O₂
• gyorsan expandáltatjuk => mondjuk 100 kPa (vagy kisebbre)
• gyorsan tovább hutjuk (ezzel a rekombináció rátája tovább csökken)
  • elvi lehetõség a kondenzálás. Látens hõ = ???

Munka kinyerése (ha nincs rá jó üzemanyagcellánk):

• összenyomjuk (dugattyúban  vagy gázturbinában ?)
• "begyújtjuk", reagáltatjuk: -114 kJ/mol exoterm reakció
• expandáltatjuk amilyen magas hõmérsékletet kibírnak a szerkezeti anyagaink
• visszanyerjük a hõt (pl. a 150C-t nyelõnek használva Stirling motorral vagy Carnot-val innen is munkát szedünk ki)

Végül természetesen a munka egy részével nagy COP-ú hõszivattyút hajtunk, mert a környezeti hõenergia mondjuk 10C-n áll rendelkezésre, de az energia nagy része 150C-on kell.

---

termokémiai hidrogénfejlesztés Copper-chlorine ciklussal, hőszivattyúval, és Carnot analízis itt

copper-chlorine cycle (Cu-Cl cycle) is a sequence of processes used for sustainable hydrogen production by thermochemical water splitting. It has a maximum temperature requirement of about 530 degrees Celsius^[1].

Izgalmas ?

 

 

---