Springen naar inhoud

Enthalpie


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Bjorn1985

    Bjorn1985


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 augustus 2007 - 10:23

Hallo allemaal. Omdat ik hier nieuw ben zal ik me even voorstellen.

Mijn naam is Bjorn van Steenbergen, ik ben een derdejaars luchtvaarttechniek student. Daarnaast heb ik ook elektrotechniek gedaan. Tijdens het tweede jaar luchtvaart heb ik wel thermodynamica gehad, maar ik heb toch nog wel een boel informatie nodig.

Ik ben bezig met de reacties om van koolstofdioxide en waterstof methaan te maken. Ik ben geinteresseerd in de energie die ervoor nodig is. Van het methaan wil ik synthetische brandstof maken, dat in auto's gebruikt wordt. (het Mobil proces) Deze auto's stoten weer koolstofdioxide en water uit, en met elektrolyse wil ik waterstof van het water maken. Zo ontstaat dus een kringloop.

Het enige wat dan het systeem inkomt of uitgaat is groene stroom voor de elektrolyse en verbrandingsenergie bij het verbranden van de benzine.

Helaas ben ik op dit moment niet in de positie om de verschillende enthalpy-en op te zoeken in verband met mijn stage, en de getallen van Wikipedia vind ik niet betrouwbaar genoeg. Ik wil een degelijk rapport hierover schrijven.

Ik heb de volgende reacties bij elkaar staan na een speurtocht over het internet:

- Elektrolyse van water
2H2O => 2H2 + O2

- Sabatier reactie
4H2 + CO2 => CH4 + 2H2O

Hier ontstaat dus de methaan, en dit is de eerste stap waar ik wil berekenen hoeveel energie nodig is om de methaan te produceren. Daar heb ik de enthalpy (Joule/mol dacht ik) van nodig van een aantal stoffen.

Grondstoffen:
H2O
CO2

Producten:
CH4
H2O
O2

Daarna wil ik methanol vormen en later deze methanol dehydrateren; dat is van later zorg.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jooken

    Jooken


  • >250 berichten
  • 677 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 augustus 2007 - 10:53

De reactie-enthalpie van eender welke reactie kan worden berekend uit de vormings-enthalpie van de deelnemende producten en reagentia. Deze kan je vinden in eender welk boek over chemische thermodynamica, op het NIST webbookzie HIER.

Voor de reactie

4 H2 + CO2 <=> CH4 + 2 H2O

bij 298 K is de standaard reactie-enthalpie gelijk aan -164,94 kJ/mol; de evenwichtsconstante is 7,9*1019

Overigens is de elektrolytische splitsing van water een vrij dure methode om waterstof te produceren.

#3

Bjorn1985

    Bjorn1985


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 augustus 2007 - 12:26

Wat voor reactie is efficienter om waterstof te produceren? Overigens wil ik de energie die bij de Sabatier reactie vrijkomt weer kunnen gebruiken.

#4

Jooken

    Jooken


  • >250 berichten
  • 677 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 augustus 2007 - 15:35

Op dit ogenblik is de meest goedkope manier voor waterstofproductie de reactie van methaan met stoom:

CH4 + H2O <=> CO + 3 H2

Nadeel is natuurlijk dat dit proces niet CO2 neutraal is: het methaan is meestal van fossiele oorsprong.

Andere mogelijkheden zijn de water gas shift reaction:

CO + H2O → CO2 + H2

en de partiŽle oxidatie van methaan:

CH4 + ¬ĹO2 → CO + 2H2

Dit is natuurlijk het grote probleem voor de "waterstofeconomie", namelijk dat waterstofproductie momenteel nog altijd terug gaat op fossiele grondstoffen.

In de chemische industrie wordt de warmte-ontwikkeling van een exotherm proces vrijwel altijd gebruikt om stoom te maken, die dan in een ander proces kan gebruikt worden als warmte bron.

#5

Bjorn1985

    Bjorn1985


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 augustus 2007 - 05:19

Die reacties zijn de volgende stappen die ik wilde nemen om van methaan methanol te maken. Ik wil absoluut CO2 neutraal werken; anders heb je methaan nodig om methaan te produceren en dan kom je geen stap verder.

Op het moment lijkt het erop dat met elektrolyse methaan voor 1 euro te maken is per 95 liter; dan heb je een energie inhoud die gelijk is aan die van benzine. Dat vind ik nog veel; maar ik denk dat de prijs van de uiteindelijke benzine wat de uitkomst van het proces moet worden, in de buurt komt van fossiele benzine. Het Mobil MTG proces schijnt 30 dollar per 130 liter te kosten (inclusief grondstoffen, overhead enz), een kwartje per liter dus.
De benzineprijs zou dan 1.25 euro zijn, waar aan de ene kant diverse kosten bijkomen zoals personeel etc, maar aan de andere kant zal de energieprijs (voor grootverbruik) afnemen en is er ook een mol waterstof uit verdere processen terug te winnen. De economie wil ik echter later doen.

Het resultaat moet dus groene benzine zijn. :D

#6

Napoleon1981

    Napoleon1981


  • >1k berichten
  • 2399 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 augustus 2007 - 06:24

Wat voor reactie is efficienter om waterstof te produceren? Overigens wil ik de energie die bij de Sabatier reactie vrijkomt weer kunnen gebruiken.

Hoeveel energie komt hierbij vrij dan? Ik zie een gas CO2 en een gas H2 naar een vloeistof H2O en een gas CH4 gaan. Dit levert volgens mij geen energie op, maar zal je energie kosten.

Ik wil je project niet helemaal afschieten, maar ik zie het nut niet om van waterstof nog eens naar methaan te gaan, kun je dit wat nadertoelichten? Volgens mij is het altijd gunstiger het aantal stappen te reduceren en gewoon waterstof als energiebron te gebruiken. Dit wordt dus overigens ook al op grote schaal gedaan (brandstof cel)

Veranderd door Napoleon1981, 28 augustus 2007 - 06:27


#7

Bjorn1985

    Bjorn1985


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 augustus 2007 - 08:07

Ten eerste, zeker, waterstof als energiedrager is een beter alternatief mits er geen fossiele brandstoffen aan te pas komen.

Echter heb ik geen waterstofauto in de garage staan en de rest van Nederland (en de wereld) volgens mij ook niet. Door waterstof naar methaan om te zetten; en later normale benzine wordt sowieso waterstof productie gestimuleerd en daarnaast wordt de uitstoot van broeikasgassen gereduceerd terwijl je gebruik maakt van de bestaande infrastructuur. Immers, dezelfde hoeveelheid CO2 die bij verbranding van de brandstof vrijkomt heb je gebruikt om de brandstof te produceren.

De energie hoeveelheid die vrijkomt bij de Sabatier reactie (ik heb meermaals gelezen dat dit een exotherme reactie is, en door de enthalpie te bekijken klopt dit ook) heb ik niet 1-2-3 bij de hand. Jooken had het al over een standaard reactie-enthalpie gelijk aan -164,94 kJ/mol.
De totale reactie enthalpie om methaan te produceren is 802.31 kJ; dit komt ook weer vrij bij de verbranding van methaan. (die reactie heb ik ook even opgeschreven).

#8

knkyclpy

    knkyclpy


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 februari 2008 - 23:17

Als ik me niet vergis gebeurd het synthetisch aanmaken van methanol door CO2 en stoom onder hogedruk te laten reageren. Al dan niet kathalytisch.De eerste generatie brandstofcellen werkten ook op methanol.
Het gebruik van methaan lijkt me zinloos daar de opslagproblemen de zelfde zijn als bij waterstof

#9

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 februari 2008 - 20:54

Methaan kan veel makkelijker vloeibaar worden gemaakt dan waterstof. En de energiedichtheid van het gas bij dezelfde druk is ook veel hoger. Er is dus wel degelijk een voordeel denkbaar.

#10

koekoek1

    koekoek1


  • >250 berichten
  • 316 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 februari 2008 - 15:59

Het enige wat ik niet snap is dat bjorn zegt dat de reactiewarmte die nodig is om methaan te maken ook weer vrijkomt. Ik weet niet wat voor auto hij heeft, maar ik denk dat een labo daar niet onderpast. De energie die vrijkomt bij de verbranding zal namelijk thermisch zijn en jer zal dus alsnog een energiebron nodig hebben om het methaan te maken

#11

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 13 februari 2008 - 18:28

Klopt. Maar die energie zou je kunnen halen uit een verbranding van een deel van de waterstof? Of een zonneboiler?

#12

gravimetrus

    gravimetrus


  • >100 berichten
  • 232 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 februari 2008 - 22:28

Echter heb ik geen waterstofauto in de garage staan en de rest van Nederland (en de wereld) volgens mij ook niet.

Waarom staan die er niet??
Omdat waterstof gewoon nog niet goedkoop te winnen is.

#13

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 februari 2008 - 20:23

Omdat waterstof gewoon nog niet goedkoop te winnen is.

Waterstof winnen zal ook wel nooit gebeuren. Misschien wel produceren.

#14

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 februari 2008 - 20:26

Echter heb ik geen waterstofauto in de garage staan en de rest van Nederland (en de wereld) volgens mij ook niet.

Waarom staan die er niet??
Omdat waterstof gewoon nog niet goedkoop te winnen is.

Nee omdat iedereen de kat uit de boom aan het kijken is

Consumenten: er staan nergens pomstations ervoor
Producenten: niemand koopt de auto dus we produceren er geen
Pomphouders: waarom een nieuw systeem aanschaffen als niemand er een auto voor heeft
OPEC: wij veel centjes willen verdienen wij dus boikotten

#15

ArcherBarry

    ArcherBarry


  • >1k berichten
  • 3326 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 februari 2008 - 08:46

volgens mij komt er vrij snel een rendabele waterstofwinning methode.

zie hier

bericht is een beetje lang voor copy paste

Niet geschoten is altijd mis, en te snel schieten vaak ook.

 

Pas op! Chocolade kan je kleding laten krimpen!






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures