Antradienis, 1 liepos, 2025
  • Saulės arkliukai
    • Diskusijos
    • Gyvoji tradicija
    • Etninės kultūros paveldas
    • Kultūros teorijų labirintai
    • Iš mokslo tyrimų
    • Ugdytojai ir ugdytiniai
    • Profesijos
    • Subkultūros
    • Kitos kultūros
    • Kūryba
    • Mes skaitome knygas
    • Margos pievos: renginiai
    • Keliauk lėtai: tėvynės pažinimas
    • Praktiniai patarimai
    • Iš mados istorijos
    • Mados tinklarastininkas
    • Fotogalerijos
    • Redakcija
  • Renginiai
  • Reklama
  • Turinys
  • Apie Alkas.lt
  • Paremkite Alką
Alkas.lt
  • Naujienos
    • Lietuvoje
    • Baltų žemėse
    • Užsienyje
  • Nuomonių ratas
    • Lietuvos kelias
    • Lietuvos kūrėjai
    • Sekmadienio sakmė
    • Akiračiai
    • Lietuvos repolonizacijai – ne!
    • Moksleivių mintys
  • Kultūra
    • Etninė kultūra
    • Mes baltai
    • Kalba
    • Religija
    • Istorija
    • Kultūros paveldas
    • Menas
    • Architektūra
    • Literatūra
    • Kultūros politika
    • Šventės
  • Visuomenė
    • Pilietinė visuomenė
    • Politika ir ekonomika
    • Švietimas
    • Žmonės
    • Užsienio lietuviai
    • Ukrainos balsas
    • Žiniasklaida
    • Laiškai Alkui
    • Pareiškimai
  • Gamta ir žmogus
    • Gamta ir ekologija
    • Šventvietės
    • Energetika
    • Sveikata
    • Psichologija
    • Kelionės
    • Kylam
    • Įvairenybės
  • Mokslas
    • Mokslo naujienos
    • Technika ir technologijos
    • Astronomija ir kosmonautika
    • Mokslo darbai
  • Skaitiniai
    • Žinyčia
    • Lituanistikos klasika
    • Prieškario skaitiniai
    • Dienoraščiai, įspūdžiai, apžvalgos
    • Grožinė kūryba
  • Visi rašiniai
No Result
View All Result
  • Naujienos
    • Lietuvoje
    • Baltų žemėse
    • Užsienyje
  • Nuomonių ratas
    • Lietuvos kelias
    • Lietuvos kūrėjai
    • Sekmadienio sakmė
    • Akiračiai
    • Lietuvos repolonizacijai – ne!
    • Moksleivių mintys
  • Kultūra
    • Etninė kultūra
    • Mes baltai
    • Kalba
    • Religija
    • Istorija
    • Kultūros paveldas
    • Menas
    • Architektūra
    • Literatūra
    • Kultūros politika
    • Šventės
  • Visuomenė
    • Pilietinė visuomenė
    • Politika ir ekonomika
    • Švietimas
    • Žmonės
    • Užsienio lietuviai
    • Ukrainos balsas
    • Žiniasklaida
    • Laiškai Alkui
    • Pareiškimai
  • Gamta ir žmogus
    • Gamta ir ekologija
    • Šventvietės
    • Energetika
    • Sveikata
    • Psichologija
    • Kelionės
    • Kylam
    • Įvairenybės
  • Mokslas
    • Mokslo naujienos
    • Technika ir technologijos
    • Astronomija ir kosmonautika
    • Mokslo darbai
  • Skaitiniai
    • Žinyčia
    • Lituanistikos klasika
    • Prieškario skaitiniai
    • Dienoraščiai, įspūdžiai, apžvalgos
    • Grožinė kūryba
  • Visi rašiniai
No Result
View All Result
Alkas.lt
No Result
View All Result
Pradžia Naujienos Lietuvoje

Lietuvos mokslininkai užpatentavo naują vandenilio gavybos būdą

Doc. dr. Arvydas Kanapickas, www.technologijos.lt
2011-12-22 08:49:47
9
Lietuvos mokslininkai užpatentavo naują vandenilio gavybos būdą

Vienas iš būdų patenkinti didėjantį energijos poreikį ir sumažinti neigiamą poveikį aplinkai – vandenilio energetikos plėtojimas. Patys pigiausi vandenilio gamybos būdai (metano dujų reformingas (efektyvumas 83 %), autoterminis reformingas (74 %), anglies dujofikacija (63%), ir kt.) susiję su iškastinių angliavandenilių naudojimu. Tačiau senkant angliavandenilių ištekliams, vanduo gali tapti neišsenkamu vandenilio šaltiniu.

Vandenilio išskyrimas iš vandens yra sudėtingas mokslo ir technikos uždavinys. Paprastai vandenilis iš vandens gaunamas elektrolizės būdu, tačiau įskaičiuojant visas energijos sąnaudas, vandenilio gavybos efektyvumas sudaro tik apie 25–45 %. Be to, šis metodas reikalauja brangių katalizatorių ir aukštų temperatūrų (apie 3000 K). Kita technologija, kurios efektyvumas didesnis, yra vandens pirolizė, kuri vyksta kaitinant koncentruotais Saulės spinduliais (pirolizė – terminis organinių medžiagų skaidymas be deguonies). Šiuo būdu gaunamo vandenilio atskyrimo nuo vandens efektyvumas yra gerokai didesnis, tačiau ši technologija vis dar tyrimų stadijoje. Radiolizės būdu gaminant vandenilį vandens molekulė skaldoma β ir γ spinduliais. Ši technologija nereikalauja aukštos temperatūros, tačiau jos efektyvumas labai mažas.

Vandenilis iš vandens garų plazmos

Vytauto Didžiojo universiteto, Lietuvos energetikos instituto ir Kauno technologijos universiteto mokslininkai užpatentavo naują vandenilio gamybos būdą iš vandens. Technologinė idėja pateikta 1 paveiksle. Įrenginyje vykstančius procesus trumpai galima apibūdinti taip. Kaitintuvas išgarina vandenį, kurie kaupiasi vandens garų kameroje. Garai pro specialias diafragmas patenka į jonizatoriaus vakuuminę kamerą. Diafragma suformuoja vandens nanolašus, kurių dydis apie 5 nm. Tokiame lašelyje vandens molekulių yra apie 30000. Jonizatorius įelektrina nanolašus, todėl pastarieji greitėdami juda link specialios membranos. Įsibėgėję nanolašai atsitrenkia į paviršių ir suyra, o sąveikos su membrana metu vandens molekulės disocijuoja (parodyta 2 – 3 paveiksluose). Membranos mikrostruktūra tokia, kad pro ją prasiskverbti gali tik vandenilio atomai, kurie surenkami vandenilio kameroje.

1 pav. Įrenginio vandeniliui iš vandens gauti schema
1 pav. Įrenginio vandeniliui iš vandens gauti schema

Įelektrinti nanolašai – tai vandens garų plazma, sudaryta iš teigiamų molekulinių jonų. Membranai suteikus neigiamą potencialą (iki 2 kV), įelektrinti nanolašai kerta į membranos paviršių ir skyla į atomus. Toks paviršiaus apšaudymas įelektrintomis molekulėmis vadinamas molekuline jonine implantacija.

2 paveiksle parodyta schema, paaiškinanti energingų vandens nanolašų skilimą į H ir O atomus. Krintantis energingas nanolašas sąveikauja su membrana, perduoda dalį savo kinetinės energijos membranos atomams, inicijuoja jų svyravimus ir lokalinę deformaciją. Dėl to membranoje formuojasi lokalinis aukštatemperatūrinis pikas, į kurį įterptos vandens molekulės disocijuoja į vandenilio ir deguonies atomus. Nanolašas pilnai skyla į jį sudarančius atomus per maždaug 20-30 fs.

Naujo metodo privalumai

Vytauto Didžiojo universiteto profesorius dr. Liudas Pranevičius nurodo tokius šio vandenilio gavybos būdo privalumus: „Tai ekologiškai švari technologija, kuriai nereikia nei brangių katalizatorių, nei aukštų temperatūrų. Vandens molekulės skilimas ir vandenilio nuo deguonies atomų atskyrimo procesai vyksta vienu metu, todėl nereikia papildomo proceso vandeniliui atskirti nuo reakcijos produktų. Įelektrintus vandens nanolašus galima nukreipti į didelių paviršių membranas (1 m2 ir daugiau), taip padidinant vandenilio gavybą. Visi procesai vyksta kambario temperatūroje, o esant dideliems nanolašų srautams membranos papildomai gali būti nesudėtingai vėsinamos vandeniu. Be to procesas lengvai valdomas keičiant jonus greitinančią įtampą ir matuojant srovę.“

2 pav. Įelektrinto vandens nanolašo susidūrimas su membrana ir skilimas į vandenilio ir deguonies atomus
2 pav. Įelektrinto vandens nanolašo susidūrimas su membrana ir skilimas į vandenilio ir deguonies atomus

Vis tik pasiūlytas vandenilio gavybos metodas reikalauja sudėtingų įrengimų. Ar ekonomiškai pasiteisina ši brangi technologija? Lietuvos energetikos instituto Vandenilio technologijų centro direktoriaus dr. Dariaus Milčiaus nuomone, daug kainuoja pradinės investicijos. Vėliau, gaminant vandenilį, visa įranga dirba santykinai nesudėtingomis fizikinėmis sąlygomis, todėl jos patikimumas didelis. Be to, pabrėžia Centro direktorius, kol kas atliekami tyrimai, ir padaryta labai daug: pagilintas supratimas apie vandens molekulių atomizaciją medžiagose, ištirtas vandenilio pernašos mechanizmas nanokristalinėse medžiagose. Tai Lietuvos mokslininkų indėlis sprendžiant sudėtingas problemas, susijusias su vandenilio energetikos plėtra.

Pagrindinė pasiūlyto vandenilio gamybos iš vandens technologijos dalis yra membrana, kurios paviršiuje skyla vandens molekulės. Membrana turi būti pakankamai plona, o mikrostruktūra tokia, kad praleistų vandenilio atomus, o deguonies atomus sulaikytų ant paviršiaus. Ji turi nekeisti savo elementinės sudėties ir struktūros po ilgo apspinduliavimo jonais, turi būti atspari temperatūriniams svyravimams ir t.t. Todėl VDU, LEI ir KTU mokslininkų kolektyvas, vykdydamas nacionalinės programos „Ateities energetika“ projektą „Vandenilio gavyba iš vandens garų plazmos molekulinės implantacijos būdu“ (Nr. ATE-02/2010), daugiausia dėmesio skyrė būtent membranų, kurios būtų tinkamos vandeniliui atskirti, tyrimams.

Vandenilį atskirianti membrana

Kad vandens molekulės suskiltų, o vandenilis atskirtas, membrana turi turėti tokią struktūrą, kokia pateikta 3 paveiksle. Plonas (2-5 μm) viršutinis membranos sluoksnis formuojamas ant porėto padėklo, kurio storis 200-500 μm, o porų dydis iki 100 nm. Pro šias poras išteka vandenilis suformuodamas H2 molekules. Tuo tarpu viršutinio membranos sluoksnio, kuriame vyksta vandens molekulių skaldymas į deguonies ir vandenilio atomus ir vandenilio atskyrimas, storis 2-5 μm. Ji gali būti metalinė arba keramikinė, turi turėti tankią nanokristalinę struktūrą (kristalitų dydis – 15-50 nm) su tarpkristaliniais kanalais, kurių matmenys būtų mažesni nei 1 nm.

Disociavusių H ir O atomų rekombinacijos tikimybė medžiagoje yra nedidelė, todėl H atomų susidarymo efektyvumas medžiagoje siekia beveik 100%. Laisvas vandenilis atskiriamas nuo deguonies parenkant membranų medžiagas ir struktūrą, kuri sulaiko O atomus membranos paviršiniame sluoksnyje (formuoja oksidus) ir praleidžia H atomus per membraną difuzijos nanokristatalitų briaunomis būdu.

3 pav. Vandenilio atskyrimo procesai membranoje, sudarytoje iš plono smulkių kristalitų sluoksnio ir porėto padėklo
3 pav. Vandenilio atskyrimo procesai membranoje, sudarytoje iš plono smulkių kristalitų sluoksnio ir porėto padėklo

Vytauto Didžiojo universiteto Fizikos katedros doktorantas Martynas Lelis aktyviai darbavosi prie vandenilio gavybos sistemos kūrimo ir tyrimo darbų. Jo nuomone, sintetinant medžiagas galima efektyviai išnaudoti nanoinžinerijos privalumus, tačiau reikiamų savybių medžiagos atradimas – tai daug kruopščių pastangų reikalaujantis darbas. Ne išimtis ir membranų vandenilio atskyrimui formavimas.

4 paveiksle parodyti keramikos tipo medžiagos LaNbO4 plonų sluoksnių paviršiaus mikrostruktūra po jos suformavimo kambario temperatūroje ir po atkaitinimo 1100 oC. Vienas iš atliktų tyrimų rezultatų yra tai, kad didžiausias vandenilio pralaidumas (arba protoninis laidumas) retuosiuose žemės metaluose stebimas lantano junginiuose.

Apibendrinant galima pasakyti, kad Lietuvos mokslininkai pasiūlė naują vandenilio gavybos iš vandens technologiją, kuri padės spręsti aktualias vandenilio ekonomikos ir gamtos apsaugos problemas. Siūlomas vandenilio gavybos būdas suteikia naujas galimybes vandeniliui iš vandens gauti nenaudojant brangių katalizatorių ir garantuoja 100 % ekologiškai švarią technologiją.

Spausdinti 🖨

Nėra susijusių.

Siūlomi vaizdo įrašai:

ALKO TURINYS

Pastabos 9

  1. tata says:
    14 metų ago

    Gal geriau vietoje atominės

    Atsakyti
  2. megenis says:
    14 metų ago

    Tokiu isradimu patentus nuperka naftos korporacijos ir padeda i stalcius pelems serti.

    Atsakyti
  3. RimasOK says:
    14 metų ago

    tata:
    Vietoj atominės tikrai neišeis, nes šiam procesui bus reikalinga būtent atominės pagaminta elektra. Juk nenorim tos elektros gamintis degindami rusišką naftą ir dūmindami savo aplinką. Arba pirkdami aplinkinių valstybių nepatikimų atominių elektrinių pagamintą elektrą.

    megenis:
    Jei tokie išradimai, galėtų būt konkurencingi su nafta, tai tie naftininkai jais ir pasinaudotų vietoj naftos gamindami vandenilį 🙂
    Esmė, kad nafta kol kas vis dar pigiausias energijos šaltinis.

    Atsakyti
  4. lamatas says:
    14 metų ago

    “Jei tokie išradimai, galėtų būt konkurencingi su nafta, tai tie naftininkai jais ir pasinaudotų vietoj naftos gamindami vandenilį ” Nebūtinai.Kaip sakė vieno rusų filmo herojus ,kad kapeikiniai projektai todėl ir neįdomus,kad ten pavogti daug neįmanoma.O jei rimtai ,tai jiems gi nereikalingi kokie rimti gamtiniai ištekliai,todėl yra mirtinai pavojingi naftos ir dujų turėtojams.

    Atsakyti
    • Rimantas O.K. says:
      14 metų ago

      Pasikartosiu, kad jie galėtų nukonkuruoti naftą – jie turi būti pigesni, pelningesni už naftą ir t.t. Tuo atveju net ir patiems naftininkams labiau apsimokėtų jais pasinaudot, nei ir toliau BRANGIAI siurbti naftą statant platformas vandenyne.
      Tačiau kol nafta bus PIGIAUSIAS būdas, tol jos šitie išradimai ir nenukonkuruos.

      Atsakyti
  5. tikras lietuvis says:
    14 metų ago

    Ir koks yra planuojamas efektas per nustatytą laiko tarpą?

    Atsakyti
  6. Vilmantas Rutkauskas says:
    14 metų ago

    Turiu puikų amerikietišką Ford Thunderbird su 3.8 litro varikliu, ir vandeniliu netikiu. Beje, kaip ir elektrinėmis skarabonkėmis , kurias, esu girdėjęs, jau pradėjo pardavinėti kone už fantastinius 100 000.
    Visada maniau, kad žmogui už parazitavimą Žemėje reikia susimokėti, o, pasirodo, už mažesnį parazitavimą – dar daugiau.

    Atsakyti
    • tikras lietuvis says:
      14 metų ago

      Ir kiek 100km išeina kuro?
      Neatrodo, kad perdaug, palyginus su tuo kokią naudą gauni iš tos mašinos?

      O tada ir apie vandenilį galima prisiminti.

      Atsakyti
      • Vilmantas Rutkauskas says:
        14 metų ago

        Suprask, tai kvailai mano MEILEI vandenilis nepatiktų …
        Jei nauji vandeniliniai Auto kainuotų, na, kokius 20 tūkst., tai gal pagalvočiau pirkti, ir tai pajėgčiau tik išsimokėtinai. Na, bet bandau įsivaizduoti, kaip toks naujas Auto kibiras (už tokius juokingus pinigus) atrodytų. Gėda būtų prieš kaimynus važiuoti – pagalvotų, visai jau skūpus.

        Atsakyti

Parašykite komentarą Atšaukti atsakymą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *

Naujienos

Būstas | pixabay.com, Chaiyananuwatmongkolchai nuotr.
Lietuvoje

Būsto paskola planuojant šeimą ar verslą: ką svarbu žinoti?

2025 07 01
Audra
Gamta ir žmogus

Daugiausiai žaibų birželį sulaukė pietiniai ir rytiniai rajonai

2025 07 01
Švietimo ir mokslo ministerija
Lietuvoje

Liberalą stebina ŠMSM kadrų politika

2025 07 01
Policija
Naujienos

Policija paskelbė liepą eismo dalyvių laukiančias patikras

2025 07 01
Vaikai skaito | Ben White nuotr., unsplash.com
Lietuvoje

Prasidėjo Vaikų globos savaitės renginiai

2025 07 01
Sodų bendrija | am.lrv.lt nuotr.
Lietuvoje

Vilniaus rajono sodininkų bendrijos – politikų kovų įkaitės

2025 07 01
Daugiabutis
Lietuvoje

Daugiabučių gyventojams teks plačiau atverti pinigines

2025 07 01
Sukčiavimas internete
Gamta ir žmogus

Sukčiai kuria netikras draudimo svetainės

2025 07 01

SKAITYTOJŲ PASTABOS

  • Mikas apie Seime – apskritojo stalo diskusija „Tauta ir Konstitucinis Teismas: kaip atkurti pasitikėjimą?“
  • Tomas Jakutis apie Seime – apskritojo stalo diskusija „Tauta ir Konstitucinis Teismas: kaip atkurti pasitikėjimą?“
  • P.Skutas apie M. Navys, M. Sėjūnas. JAV pralaimėjimas. Ar pergalė Irane?
  • Vilna apie M. Navys, M. Sėjūnas. JAV pralaimėjimas. Ar pergalė Irane?

NAUJAUSI STRAIPSNIAI

  • Būsto paskola planuojant šeimą ar verslą: ką svarbu žinoti?
  • Daugiausiai žaibų birželį sulaukė pietiniai ir rytiniai rajonai
  • Liberalą stebina ŠMSM kadrų politika
  • G. Songaila. „Galindų ir Gintaro keliu“ ekspedicija Signtaro A. Patacko atminimui – prasidėjo (I)

Kiti Straipsniai

Vandens gręžinys

Pratęstas terminas užregistruoti nelegalius vandens gręžinius

2025 06 30
Joninių Garsovaizdžiai Rumšiškėse | R. Žaltausko nuotr.

Joninių naktis Rumšiškėse: kai šnabžda žolynai, tyvuliuoja vanduo ir šoka ugnis

2025 06 18
Gelbėjimosi ratas

Prasidedant maudyniu metui – ugniagesių įspėjimai

2025 06 06
Geriamas vanduo

Neišgeriantiems reikiamo vandens kiekio siūloma išeitis

2025 05 24
Tarptautinė biologinės įvairovės diena

Tarptautinę biologinės įvairovės dieną – dėmesys darniam vystymuisi

2025 05 22
Gertuvė

Klaipėdoje daugėja vandens gertuvių

2025 05 14
Vandens gręžinys

Baigėsi gręžinių įteisinimo terminas

2025 05 02
Fontanas | pixabay.com, Hans nuotr.

Klaipėdoje įjungiami miesto fontanai

2025 05 02
18pav. Nuotekų kolektoriaus statyba Vrublevskio g. 1886 m. | LNM nuotr.

R. Motiekaitis. XVI–XVII a. Medininkų (Aušros) vartų – Liepkalnio šaltinių vandenvietė Vilniuje (III)

2025 04 17
1 pav. 1916 г. Vingrių šaltinių vandenvietė | J. Bulhak nuotr.

R. Motiekaitis. XVI–XVII a. Medininkų (Aušros) vartų – Liepkalnio šaltinių vandenvietė Vilniuje (I)

2025 04 15

Skaitytojų nuomonės:

  • Mikas apie Seime – apskritojo stalo diskusija „Tauta ir Konstitucinis Teismas: kaip atkurti pasitikėjimą?“
  • Tomas Jakutis apie Seime – apskritojo stalo diskusija „Tauta ir Konstitucinis Teismas: kaip atkurti pasitikėjimą?“
  • P.Skutas apie M. Navys, M. Sėjūnas. JAV pralaimėjimas. Ar pergalė Irane?
  • Vilna apie M. Navys, M. Sėjūnas. JAV pralaimėjimas. Ar pergalė Irane?
  • +++ apie Seime – apskritojo stalo diskusija „Tauta ir Konstitucinis Teismas: kaip atkurti pasitikėjimą?“
 
 
 
 
 
Kitas straipsnis
Pixabay.com, jplenio nuotr.

J. Vaiškūnas. Medžiai mus vienija (audio)

Sekite mus Feisbuke

Naujienos | Nuomonių ratas | Kultūra
Visuomenė | Gamta ir žmogus | Mokslas
Skaitiniai | VideoAlkas | Visi rašiniai | Paremkite Alką
 Pradžia

Alkas.lt su Jūsų parama – už lietuvišką Lietuvą!

 fs22 mods | ket testai | Farming Simulator 25 mods | Inbank vartojimo paskolos | FS25 | fs25 mods | DARBO SKELBIMAI | lėktuvų bilietai

 

© 2011 Alkas.lt - Visos teisės saugomos. | Svetainę kūrė - Studija 4D

  • Saulės arkliukai
  • Renginiai
  • Reklama
  • Turinys
  • Apie Alkas.lt
  • Paremkite Alką
No Result
View All Result
  • Naujienos
    • Lietuvoje
    • Baltų žemėse
    • Užsienyje
  • Nuomonių ratas
    • Lietuvos kelias
    • Lietuvos kūrėjai
    • Sekmadienio sakmė
    • Akiračiai
    • Lietuvos repolonizacijai – ne!
    • Moksleivių mintys
  • Kultūra
    • Etninė kultūra
    • Mes baltai
    • Kalba
    • Religija
    • Istorija
    • Kultūros paveldas
    • Menas
    • Architektūra
    • Literatūra
    • Kultūros politika
    • Šventės
  • Visuomenė
    • Pilietinė visuomenė
    • Politika ir ekonomika
    • Švietimas
    • Žmonės
    • Užsienio lietuviai
    • Ukrainos balsas
    • Žiniasklaida
    • Laiškai Alkui
    • Pareiškimai
  • Gamta ir žmogus
    • Gamta ir ekologija
    • Šventvietės
    • Energetika
    • Sveikata
    • Psichologija
    • Kelionės
    • Kylam
    • Įvairenybės
  • Mokslas
    • Mokslo naujienos
    • Technika ir technologijos
    • Astronomija ir kosmonautika
    • Mokslo darbai
  • Skaitiniai
    • Žinyčia
    • Lituanistikos klasika
    • Prieškario skaitiniai
    • Dienoraščiai, įspūdžiai, apžvalgos
    • Grožinė kūryba
  • Visi rašiniai