Discussione: Ammoniaca come vettore energetico

Sto avvicinandomi sempre di più all'ammoniaca...
Sono stati trovati nuovi processi di produzione ad altissimi rendimenti energetici.
Partendo dall'energia elettrica, ad esempio, 10 kwh produrrebbero 1 kg d'ammoniaca con un rendimento energetico complessivo energia elettrica -> H2 -> NH3 di circa il 50 % !

Questi sono i links che ho trovato:

PSA in Fertilizer Industry,Ammonia used in Fertilizer Industry
Developments in Ammonia production Technology

Nel primo link, andando a spaginare.., troverete che oggi per separare l'azoto dall'aria è sufficiente una membrana che assorbe ossigeno...

Nel secondo link troverete un accenno su quanta energia ci vuole per produrre oggi un kg d'ammoniaca direttamente dall'energia elettrica...

Occhio: MT significa Metric Tonne = 1000 kg


l'ammoniaca è diventata molto interessante dal punto di vista energetico dovuto al fatto che la sua produzione non è più dispendiosa!
Contiene circa 21.000 kj/kg nell'idrogeno contenuto che può essere utilizzato per sistemi a turbogas o a celle a combustibile che hanno dei rendimenti intorno al 60%...
Con questi sistemi ha la stessa autonomia, per peso, di un diesel al 30% di rendimento...
Oggi è possibile utilizzarla, senza ulteriori invenzioni..., nelle navi con lo stesso sistema "turbogas" utilizzato per produrre l'energia elettrica dal metano...



L'unico problema è la sua tossicità che però non pregiudica, a mio avviso, la sua utilizzazione...



Ciao.

ti è mai capitato di odporare anche solo leggermente l' ammoniaca?, tecnicamente è interssante, prov ad annusare quella diluita in acqua che hai a casa e capirai perchè è poco proponibile

forse se fossi meno kriptico si capirebbe qualcosa di più

Lo definirei entusiasmo più che altro!


E' senz'altro pericolosa e la sconsiglio a chi non la conosce...
L'ammoniaca liquida può comunque essere utilizzata nelle grandi navi dato che può essere maneggiata da specialisti...

RIPETO: Una nave ad ammoniaca avrebbe un rendimento di circa il 60% cioè avrebbe la stessa autonomia di una nave diesel al 30% di rendimento.


C'è comunque una soluzione contro la nocività dell'ammoniaca.
Alcuni scienziati hanno realizzato un sale che assorbe ammoniaca, l'Mg(NH3)6Cl2, che a condizioni ambiente ha una pressione di vapore d'ammoniaca di soli 0.002 bar.
In alcune foto, pasticche di questo sale venivano prese a mani nude dagli scienziati per dimostrarne la non pericolosità.
In questo link si vede chiaramente il sale carico di ammoniaca in mano al ricercatore.
Risultato della ricerca immagini di Google per http://www.greencarcongress.com/images/h2_tablets.gif


Il sale ha una buona densità energetica.
- Un dm3 di sale contiene un litro di ammonica liquida...
- Un kg di sale contiene circa 0.5 kg di ammoniaca.

Mi sfugge come vorresti usare l'ammoniaca come generatore di energia
Potrei pensare alla reazione inversa di formazione dell'ammoniaca ovvero
2 NH3 -> N2 + 3H2
Che già porta da sola ad un raddoppio di volume.
Poi puoi utilizzare l'idrogeno come combustibile (p.e. fuel cells)
Sconsiglierei una combustione che per le alte temperature genera NOx in abbondanza.
Non a caso l'ammoniaca si usa da combustibile con l'ossigeno quale precursore di NOx per la fabbricazione dell'acido nitrico. (su catalizzatore di Pt)
Per avere però la decomposizione dell'ammoniaca necessiti di temperature elevate e possibilmente di un catalizzatore adatto (lo stesso usato per la sintesi dell'ammoniaca ovvero ferro)

Originariamente inviata da Solarfranco

Lo definirei entusiasmo più che altro!


E' senz'altro pericolosa e la sconsiglio a chi non la conosce...
L'ammoniaca liquida può comunque essere utilizzata nelle grandi navi dato che può essere maneggiata da specialisti...

RIPETO: Una nave ad ammoniaca avrebbe un rendimento di circa il 60% cioè avrebbe la stessa autonomia di una nave diesel al 30% di rendimento.


C'è comunque una soluzione contro la nocività dell'ammoniaca.
Alcuni scienziati hanno realizzato un sale che assorbe ammoniaca, l'Mg(NH3)6Cl2, che a condizioni ambiente ha una pressione di vapore d'ammoniaca di soli 0.002 bar.
In alcune foto, pasticche di questo sale venivano prese a mani nude dagli scienziati per dimostrarne la non pericolosità.
In questo link si vede chiaramente il sale carico di ammoniaca in mano al ricercatore.
Risultato della ricerca immagini di Google per http://www.greencarcongress.com/images/h2_tablets.gif


Il sale ha una buona densità energetica.
- Un dm3 di sale contiene un litro di ammonica liquida...
- Un kg di sale contiene circa 0.5 kg di ammoniaca.

E' senza dubbi l'idrogeno che a noi interessa viste le sue peculiarità.


Estrarre idrogeno dall'ammoniaca non è dispendioso.

Infatti,

2NH3 ----> N2 + 3H2 en. richiesta: 90 Kj

con 3 moli di H2 da cui è possibile ricavare circa 750 kj di energia.

A conti fatti, quindi, l'energia richiesta per ottenere idrogeno dall'ammoniaca è pari a circa 1/8 di quella presente nell'idrogeno ottenuto.
Direi, dunque, che l'energia in questione può essere oltremodo ottenuta dal calore non utile proveniente, ad esempio, da sistemi a turbogas...


Per il sale è solo un pò differente dato che ci vogliono circa altri 90 kj per estrarre globalmente 3 moli di idrogeno dal sale...

L'ammoniaca, pericolosità a parte, è come il GPL. Si può liquefare a pressioni modeste e si può bruciare in un motore a combustione interna.
A differenza degli idrocarburi l'ammoniaca non contiene carbonio e la sua combustione produce (teoricamente) solo azoto e acqua. In pratica si producono anche ossidi di azoto e lo scarico del motore dovrebbe venire trattato con ctz DeNOx. Dunque i vantaggi ecologici sono relativi. Ma forse si può usare in una fuel cell, se in questa si realizza la decomposizione dell'ammoniaca in azoto e idrogeno (la decomposizione termica è trascurabile a temperatura ambiente). In questo caso l'ammoniaca sarebbe un vettore energetico a densità energetica molto superiore all'idrogeno.
A meno che non si produca a partire da idrogeno ottenuto per elettrolisi usando energia da fonti rinnovabili (con rendimenti energetici scarsi) l'idrogeno si può produrre (e viene prodotto normalmente) per conversione di idrocarburi, con una produzione di CO2 superiore a quella che si avrebbe da una combustione diretta degli idrocarburi, a parità di energia prodotta. Da questo punto di vista i vantaggi ecologici sono nulli, anzi negativi.

L'ammoniaca a mio parere è più interessante come trasportatore di idrogeno. Infatti la reazione di formazione dell'ammoniaca è reversibile in presenza di un catalizzatore (ferro) o a temperature elevate.
In tal caso potrebbe essere usato nelle fuel cells senza particolari difficoltà visto che l'azoto è inerte.
Il suggerimento è che l'ammoniaca anzichè come gas può essere sciolta in acqua dove a temperatura e pressione ambiente ha una solubilità attorno al 33-36% che può essere ampiamente aumentata con una pressione moderata ed in acqua è diciamo meno aggressive in quanto ha reazione basica.
Oppure come ammoniaca liquida come qualcuno ha suggerito in pressione.
Unico problema che per fare ammoniaca serve molta energia in quanto la reazione si svolge ad alta pressione (da 100 fino a 600 atm) e temperature elevate (dai 200 circa ai 600) a seconda del processo usato. Quindi nel bilancio energetico globale il gioco difficilmente vale la candela

Solar franco, scusa di che motori endotermici parli, perchè non ne conosco con qui rendimenti, poi se sommi il recupero per economizzatori per produrre vapore, e acqua sanitaria visto che ha bordo che io sappia non buttiamo vial nulla, e riguardo l'ammoniaca sono gia anni che sperimentiamo, per ora serve solo per pulire i gas di scarico, e anche terra, e finchè il bunker costa quello che costa, e le nuove tecnologie fanno fatica ad entrare in regime perchè siamo troppo vecchi a bordo, ancora oggi dopo decenni non ci si fida dell' elettricità alternata e di tutti gli ausiliari elettrici di bordo, vai ha proporre mo motori ad ammoniaca,ti vorrei ricordare che in mediterraneo gia gira qualche cosa di nuova in sala macchine, ma serve tempo, saluti

Originariamente inviata da lukapat

L'ammoniaca a mio parere è più interessante come trasportatore di idrogeno. Infatti la reazione di formazione dell'ammoniaca è reversibile in presenza di un catalizzatore (ferro) o a temperature elevate.
In tal caso potrebbe essere usato nelle fuel cells senza particolari difficoltà visto che l'azoto è inerte.
Il suggerimento è che l'ammoniaca anzichè come gas può essere sciolta in acqua dove a temperatura e pressione ambiente ha una solubilità attorno al 33-36% che può essere ampiamente aumentata con una pressione moderata ed in acqua è diciamo meno aggressive in quanto ha reazione basica.
Oppure come ammoniaca liquida come qualcuno ha suggerito in pressione.
Unico problema che per fare ammoniaca serve molta energia in quanto la reazione si svolge ad alta pressione (da 100 fino a 600 atm) e temperature elevate (dai 200 circa ai 600) a seconda del processo usato. Quindi nel bilancio energetico globale il gioco difficilmente vale la candela

Caro lukapat dovresti aggiornarti ogni tanto.

Oggi si produce ammoniaca dall'idrogeno a rendimenti elevati tanto che il costo dell'ammonica a partire da gas naturale è anche più bassa del prezzo del gasolio industriale a parità di energia...


Ho trovato da un sito commerciale di fertilizzanti, che il rendimento globale energia elettrica - ammoniaca è superiore al 55% dove il rendimento energia elettrica - idrogeno lo danno al 70% circa.
Quindi presumo che nel passaggio da idrogeno ad ammoniaca i rendimenti siano superiori all' 80%.

E' una soluzione energeticamente fattibile ed è anche economica...

Originariamente inviata da gordini-motori

Solar franco, scusa di che motori endotermici parli, perchè non ne conosco con qui rendimenti, poi se sommi il recupero per economizzatori per produrre vapore, e acqua sanitaria visto che ha bordo che io sappia non buttiamo vial nulla, e riguardo l'ammoniaca sono gia anni che sperimentiamo, per ora serve solo per pulire i gas di scarico, e anche terra, e finchè il bunker costa quello che costa, e le nuove tecnologie fanno fatica ad entrare in regime perchè siamo troppo vecchi a bordo, ancora oggi dopo decenni non ci si fida dell' elettricità alternata e di tutti gli ausiliari elettrici di bordo, vai ha proporre mo motori ad ammoniaca,ti vorrei ricordare che in mediterraneo gia gira qualche cosa di nuova in sala macchine, ma serve tempo, saluti

non capisco cosa vorresti dire.

Tieni presente che il turbogas già esiste come anche il sistema per produrre idrogeno dall'ammoniaca.
Rimane solo da provare...
Metti i serbatoi di ammoniaca sott'acqua ed hai anche un facile ed economico sistema di sicurezza.

Non dimentichiamo comunque che produrre ammoniaca costa una certa frazione dell'energia contenuta nelle materie prime di partenza. E decomporla richiede altra energia e alte temperature.
Alla fine l'idrogeno che si ottiene ha un contenuto energetico che è solo una frazione di quella di partenza. Di questo bisogna tener conto.
Ma l'uso di ammoniaca come 'contenitore' o vettore di idrogeno può essere interessante. Sempre che l'idrogeno non si produca a partire da combustibili fossili...

ho si esistono le turbo gas ma solo militari e ormai neanche loro, e qualche chimichiera che cosi usano tutto cio che brucia per navigare, le gassiere moderne usano le nuove tecnologie con caldaia e turbovapore, minor rischio e gestione semplificata, le grandi porta container sono tornate ai grandi due tempi moderni che consumano meno dei quattro tempi, ora usare ammoniaca come combustibile, non so devo approfondire, saluti e buone ferie

Io non parlerei proprio di usare l'ammoniaca come combustibile sulle navi.
L'ammoniaca è solo
- un modo per trasportare l'idrogeno in fase liquida, quindi in piccoli volumi come i serbatoi delle auto
- un modo per usare praticamente in un'auto idrogeno prodotto con fonti rinnovabili senza portarsi dietro bombole a 200-300 bar di scarsa capacità
- un combustibile privo di carbonio che bruciando produce solo azoto e vapore acqueo (sempre che sullo scarico si metta un catalizzatore deNOx per gli ossidi di azoto che si possono formare), senza produrre CO e CO2 e quindi senza effetto serra.
Può essere un modo, come diceva chi ha iniziato il tema, per trasportare energia prodotta con fonti rinnovabili:
- (per esempio nel Sahara) si produce energia dal sole
- si usa l'energia per elettrolizzare l'acqua e produrre l'idrogeno
- si combina l'idrogeno con l'azoto atmosferico (in impianti relativamente semplici) per produrre ammoniaca, che si liquefa in pressione
- si trasporta l'ammoniaca liquida in pipeline relativamente piccola (più piccola di quelle usate per il gas naturale, a parità di energia trasportata)
- al punto d'arrivo l'ammoniaca si può bruciare com'è nei motori (come il GPL) o si può decomporre ad alta temperatura in azoto e idrogeno, per usare poi l'idrogeno in fuel cells per produrre energia (non più della metà di quella prodotta con fonti rinnovabli). Ecco un modo per trasportare l'energia in alternativa alle linee elettriche

Stregatto sei mai andato su mare, perchè la domanda non è una presa per il C...., VEDI GIA ORA SI DEVE COMBATTERE AD FARE RECEPIRE AGLI ARMATORI LA MARPOL, figuriamoci che gli complichiamo di più la sala macchina che già è il costo maggiore di una nave, anche come personale, poi abbiamo le mentalità del personale, dovi trovi tutti questi bei laureati che andranno ha bordo, ha sporcarsi le manine delicate, non sono contrario ad migliorie ma bisogna andare con i piedi di piombo,poi i costi di quanto aumentano come pensi di convincere gli armatori, che noi paragoniamo a Squali, in nome solo della ecologia, ma dubito comunque auguri per il progetto, saluti

Mai parlato di navi.

OK scusa ma il post è partito con la domanda di uso navale