کاربرد نیتروژن چیست ؟
ذخیره سازی هیدروژن چگونه است ؟
ذخیره سازی هیدروژن از این رو اهمیت پیدا کرده است که هیدروژن را به عنوان سوختی پاک به دنیا معرفی کرده اند. استفاده از سوخت های فسیلی مثل بنزین و گازوئیل مهمترین روش برای به حرکت در آوردن وسایل نقلیه و تامین انرژی آن ها بوده است. اما متاسفانه استفاده از سوخت های فسیلی در قرون اخیر سبب بروز مشکلات زیست محیطی و آلودگی ها فراوان گشته است. پیشرفت فناوری های روز دنیا به سوی جایگزینی این سوخت های آلاینده با سوخت های پاک بوده و هیدروژن به عنوان یکی از مهمترین منابع برای تامین انرژی معرفی شده است. چالشی که بر سر راه گسترش استفاده از این ماده به عنوان سوخت پاک وجود دارد، تامین آن برای پیل های سوختی است. در ادامه بیشتر در این خصوص صحبت خواهیم کرد.
کاربرد های هیدروژن چیست
در دنیای امروز عمده ترین کاربرد هیدروژن برای تولید آمونیاک و همچنین در پالایش نفت و ساخت متانول است. هیدروزن یکی از مهمترین موادی است که سازمان فضایی ناسا مورد استفاده قرار می دهد و از آن به عنوان سوخت برای سفینه ها ی فضایی و همچنین برای تامین گرما، برق و آب مورد نیاز فضانوردان استفاده می کند. به همین دلیل ذخیره سازی هیدروژن اهمیت پیدا می کند. امید می رود که در آینده بتوان از هیدروژن به عنوان عنصری برای تامین برق شهری نیز بهره گرفت. هیدروژن همچنین ظرفیت گرمایی بالایی دارد که سبب شده است خاصیت خنک کنندگی زیادی داشته باشد و در نیروگاه ها از آن به عنوان خنک کننده ی ژنراتور استفاده شود.
هیدروژن به عنوان سوخت پاک
سوخت هیدروژنی سوختی کاملاً پاک است. در سوختن سوخت های هیدروزنی هیچگونه آلاینده ای تولید نمی شود و تنها خروجی واکنش سوختن در آن خروج آب است. آبی که در انتها نیز می تواند مورد مصرف قرار بگیرد. این سوخت نیز می تواند دقیقا مانند جایگاه سوخت بنزین و گازوئیل، جایگاه مشابهی داشته باشد با این تفاوت که تولید آن پالایشگاه های هزینه بری نظیر پالایشگاه تولید بنزین نیاز ندارد. خودرو هایی که با این سوخت کار می کنند باتری هایی به مراتب کوچکتر و کم حجم تر و سبک تر از باتری های خودروی برقی دارند. در صورت امکان تامین هیدروژن و ذخیره سازی هیدروژن به روش صحیح، فراگیری این فناوری چیز عجیبی نیست.
ذخیره سازی هیدروژن با پوست موز
در ایران پژوهشگران دانشگاه کاشان از پوست موز نانو ساختار هایی تولید کرده اند که قابلیت ذخیره سازی هیدروژن را دارد. این نانوساختار های غیر سمی و سازگار با محیط زیست بدون نیاز به دستگاه های خاص و گرانقیمت تولید می شود و بازدهی و خلوص بالایی نیز دارد. نانوساختار های سبز با اندازه ای مناسب و تخلخل بالا در صنایع انرژی می توانند کاربرد ویژه ای پیدا کنند. این نانوساختار قابلیت تجاری سازی نیز دارند فرآیند ذخیره هیدروژن را تسریع می کنند. در زمان کنونی سوخت های هیدروزنی گران محسوب می شوند اما عجیب نیست که در آینده ای نزدیک به دلیل مزایای فوق العاده نظیر پاک بودن و تجدید پذیر بودن جای سوخت های فسیلی را برای به حرکت در آوردن وسایل نقلیه بگیرند.
ذخیره سازی هیدروژن در زغال سنگ
پژوهشگران دیگری از دانشگاه کاشان در رابطه با ذخیره سازی هیدروژن موفق به استخراج نانو صفحات گربن فعال از زغال سنگ شده اند و از آن به عنوان محل ذخیره هیدروژن استفاده نموده اند. زغال سنگ به ذخیره ی الکتروشیمیایی هیدروژن کمک می کند. از آنجا که زغال سنگ ماده ی اولیه ی ارزانی محسوب می شود و در ایران به وفور یافت می گردد، می توان از آن در جهت ذخیره کردن هیدروژن برای ساخت پیل های سوختی بهره برد. تولید نانوساختار متخلخل از زغال سنگ قابلیت ذخیره کردن هیدروژن را فراهم می آورد و تا اندازه ی 11.6 درصد وزنی امکان ذخیره سازی هیدروژن را دارد.
تولید گاز هیدروژن
هیدروژن فراوان ترین عنصر در جهان هستی به شمار می رود و گاز هیدروژن به صورت صنعتی و آزمایشگاهی قابل تولید است. در آزمایشگاه گاز هیدروژن چگونه تولید می شود؟ واکنش آلومینیوم با قلیا ها، برقکافت آب، انداختن آلیاژ گالیوم و آلومینیوم در آب و … منجر به تولید هیدروژن آزمایشگاهی می شود. تولید هیدروژن در صنعت نیز راه های گوناگونی دارد. برداشت از هیدروکربن ها، اکسایش جزئی هیدروکربن ها و البته واکنش زغال سنگ راه های تولید هیدروژن هستند. بدیهی است که از روش های آزمایشگاهی پر هزینه نمی توان برای تولید انبوه هیدروژن استفاده نمود.
ایمنی و خطرات گاز هیدروژن
علاوه بر اینکه ذخیره سازی هیدروژن در پیل های سوختی اهمیت دارد. نقل و انتقال و جابجایی هیدروژن نیز باید با رعایت کامل نکات ایمنی انجام شود زیرا هیدروژن بسیار آتشگیر است.
لازم است که مخزن گاز هیدروژن به دوراز گرمای مستقیم و شعله ی آتش باشد و همچنین ذخیره ی کپسول هیدروژن باید به دور از گاز اکسیژن و دیگر مواد آتش زا باشد تا از هر گونه خطر آفرینی و به بار آمدن فاجعه ی انفجار جلوگیری شود.
منبع : ذخیره سازی هیدروژن
ایزوگام و قیرگونی چه تفاوتی با هم دارند ؟
ایزوگام نوعی پوشش مقاوم در برابر رطوبت از جنس قیر و الیاف مصنوعی مختلف است. این عایق به وسیله گرما برروی سطح موردنظر چسبانده شده و آن را از نفوذ رطوبت حفظ می نماید. ساختار آن به صورت لایه لایه بوده تا بتواند مقاومت بهتری در برابر برف و باران و به طورکلی، رطوبت، از خود نشان دهد. از رایج ترین لایه های یک ایزوگام می توان به لایه‌ی پلی‌اتیلن (polyethylene film) ، پودر معدنی(mineral powder) ، فویل آلومنیوم (aluminum foil) ، بافت (tissue) ، پلی‌استر (polyester) و مواد افزودنی ویژه لایه‌ی پلی‌اتیلن اشاره نمود.
دسته بندی ایزوگام ها براساس ماده اصلی تشکیل دهنده، لایه های به کار رفته و روکش آنها صورت می گیرد. ایزوگام ها بر اساس ماده اصلی تشکیل دهنده به دو گروه ایزوگام پلیمری و ایزوگام دمیده، براساس لایه های به کار رفته به دو گروه تک لایه و دولایه و بر اساس روکش، به دو گروه با روکش آلومینیومی و بدون روکش آلومینیومی تقسیم می شوند. به طور کلی، نحوه تشکیل آن ها بدین صورت است که تیشو و پلی‌استر وارد تشتک قیر می‌شود و سپس با مواد پرایمری یا قیر دمیده آغشته شده و سپس ورق آلومینیوم به لایه آغشته به مواد، چسبیده و وارد حوض آب شده و سرد می گردد.
در مرحله بعدی نیز پلاستیک به لایه پشت آن اضافه شده و ایزوگام در مرحله آخر وارد آسانسور ذخیره‌سازی می‌شود.همچنین در پایان کار، فن‌های خشک‌کننده، عملیات خشک کردن ایزوگام را انجام داده تا بتوان آن را رول نموده و به شکل مخروطی درآورد.
در کل می توان این گونه بیان نمود که ایزوگام پلیمری از ایزوگام دمیده مرغوب تر است و ایزوگام با روکش آلومینیوم نسبت به ایزوگام بدون این روکش، به دلیل عدم انتقال حرارت ناشی از نور آفتاب، عایق مناسبی برای گرما بوده و این دلیل، در کنار عایق بودن مناسب از لحاظ رطوبت، آن را برای پشت بام بسیار مناسب می کند.
روشهای شناخت ایزوگام مرغوب
واقعیت این است که استفاده از عایق رطوبتی نامطلوب در ساختمان‌ها مشکلات فراوانی را همچون تخریب بخش‌هایی از ساختمان و متحمل شدن هزینه‌های بسیار برای ساکنان آن به همراه دارد. در ادامه نکات ضروری جهت انتخاب ایزوگام مطرح شده است.
ایزوگامی را انتخاب کنید که دارای نشان استاندارد ملی ایران باشد.
عایق باید از دولایه تیشو و پلی استر تشکیل شده باشد که مشخصات آن برروی لیبل آن ذکر شده است؛ زیرا مقاومت ایزوگام دولایه به مراتب بیشتر از ایزوگام یک لایه است.
عایق متناسب با شرایط آب و هوایی منطقه خود را انتخاب نمایید .
عایق باید کاملا سالم بوده و فاقد هر نوع شکستگی باشد.
از صلاحیت تیم اجرا و نصب ایزوگام اطمینان حاصل کنید . بعد از اتمام کار از آنها ضمانت اجرایی و بیمه نامه معتبر را بخواهید.
وزن عایق به کار رفته نباید کمتر از ۳۹ کیلوگرم در هر ورق ایزوگام باشد.
تشخیص مرغوبیت ایزوگام
نحوه شناسایی مرغوبیت ایزوگام با آزمون های معمولی به شرح زیر است:
ایزوگام های نامرغوب به دلیل استفاده از پودرهای معدنی به جای پلیمر یا قیر مرغوب، از خود بوی بد متصاعد می کنند.
در صورتی که در ایزوگام از از مواد پلیمری و قیر مرغوب استفاده نشده باشد، با کشیدن دست بر روی قسمتی از ایزوگام که لایه‌های خارجی آن را پوشش نداده‌اند، رنگ سیاهی بر روی دست باقی می ماند.
برای سنجش مقاومت کششی یک ایزوگام مرغوب بدین صورت عمل می کند که از هر طرفی و با هر قدرت کششی کشیده شود، پاره نشده و در صورت تا شدن از پشت نشکند.
روش دیگر تست دمایی است . به این حالت که یک تکه کوچک از عایق را برش داده و پس از دو ساعت نگهداری در فریزر، آن را تا زاویه حدود ۱۲۰ درجه خم می کنیم. اگر از ناحیه خم شده شکسته یا دچار ترک خوردگی شد، جنس ایزوگام خوب نیست و در غیر این صورت، مقاومت آن در برابر سرما و ترک مناسب است.
برای عایق کاری سرویس بهداشتی از ایزوگام دولایه پودری درجه یک استفاده کنید.
عایق زمستانه با تابستانه از نظر فرمول تولید متفاوت است به تاریخ تولید ایزوگام توجه کنید که بیش از ۶ ماه در انبار نمایندگی دپو نشده باشد.
به خاطر داشته باشید عایق های تک لایه به دلیل مقاومت کمتر نسبت به عایق های دولایه برای دیوار مناسب هستند؛ لذا از به کار بردن آن ها برای پشت بام خودداری کنید.
به طور تقریبی و به صورت کلی، عمر مفید یک ایزوگام متوسط، در حدود ۱۰ سال بوده و به نسبت قیرگونی، محصولی جدیدتر است.
قیرگونی چیست ؟
قیرگونی را می توان نمونه سنتی ایزوگام دانست. عایق به کار رفته در قیرگونی نیز مانند ایزوگام قیر است. گونی نقش تثبیت کنندگی را در این روش به عهده دارد که در ایزوگام جای خود را به الیاف مصنوعی و سایر لایه ها که در بالا ذکر شدند، داده است. قیرگونی از منظر تعداد لایه ها دسته بندی شده و معمولا با این تعداد لایه ها تهیه و اجرا می شود:
قیرگونی سه لایه قیر و دو لایه گونی
قیرگونی دو لایه قیر و یک لایه گونی
قیرگونی سه لایه قیر به همراه گونی درجه یک
فرق قیرگونی و ایزوگام
همانطور که در بالا نیز ذکر شد ماده اولیه هر دو عایق از قیر است، منتهی با این تفاوت که در قیرگونی از گونی که نوعی پارچه از جنس کنف است استفاده می شود که باید کاملا نو، سالم و بدون چروک باشد. قیرگونی برای فضاهای کوچک یا دارای شکستگی زیاد مانند حمام و پایه ستون ها مناسب است و صرفه اقتصادی نسبت به بعضی عایق های رطوبتی دارد.
اما از طرف دیگر در ایزوگام از الیاف مصنوعی در کنار قیر استفاده می شود. به طور کلی این پوشش نسبت به قیرگونی مقاوم تر است و عمری حدود ۱۵ سال دارد. همچنین این ماده از گونی سبک تر است و با مقاومت بالا در مقابل سرما و گرما در هر جایی قابلیت نصب دارد.
مزایای ایزوگام نسبت به قیرگونی
ارزان تر است و هزینه نصب کمتری دارد.
نصب راحت تری دارد؛ بدین ترتیب که، نیاز به آماده سازی های زیاد نداشته و تنها به کمک یک مشعل و خمیر پرایمر قابل نصب است.
عمر مفید بالایی دارد و به دلیل نداشتن گونی، دیرتر پوسیده می شود.
سبک تر است.
نازک تر است.
محیط نصب را کمتر کثیف می کند.
خصوصا در نوع با روکش آلومینیوم، مقاومت بالاتری در برابر گرما داشته و برای پشت بام مناسب تر است.
انحلال پذیری آن در حلال ها کمتر است.
برند های معتبر با خدمات پس از فروش و ضمانت دارد.
نیاز به مهارت و تبحر در اجرای درزها و جلوگیری از نشتی ها دارد.
در برخی از فصول و در صورت وجود بارش دوره ای، غیر قابل اجراست.
کاربرد آهک در ساختمان سازی چیست؟
آهک متریالی مهم در صنعت ساخت و ساز است که از آن برای ساختمان سازی، جاده سازی، تولید ملات، تولید و تقویت بتن، تولید سیمان، شفته کاری و … استفاده می شود. این ماده از اکسید کلسیم تشکیل شده و قابل ترکیب با سایر اکسیدها است. این متریال ترکیبی قلیایی و بسیار قوی دارد و به صورت سنتی، صنعتی و یا از ماسه بادی تولید می شود.
آهک از جمله مصالحی است که استحکام و چسبندگی ملات را بالا می برد و از ترک خوردن سطح پس از آنکه خشک شد جلوگیری می کند. آهک پودری سفید رنگ با وزن بسیار سبک است، در نتیجه حمل و نقل و استفاده از آن آسان می باشد.
انواع آهک
آهک زنده
به منظور تفکیک ناخالصی های آهک آن را حرارت می دهند. وقتی آهک حرارت می بیند گاز کربنیک از آن جدا شده، در نتیجه آهک خالص تر شده و به اکسید کلسیم نزدیک تر می شود.
این نوع نمونه خالص ترین آهک است که آهک زنده یا پخته نامیده می شود. این متریال مقاومت کمی در برابر رطوبت از خود نشان می دهد و اگر با آب ترکیب شود یک واکنش گرمایی به همراه نور و بخار آب صورت می دهد. آهک زنده به عنوان یک افزودنی در تولید سیمان کاربرد دارد.
آهک دولومیتی
آهک دولومیتی یا منیزی دارای مقدار زیادی منیزیم است و به آرامی شکفته می شود. این آهک از ترکیب کربنات کلسیم با کربنات منیزیم تشکیل شده و به منظور متراکم نمودن بتن، ساخت سنگ تزئینی، تولید کود کشاورزی، تنظیم PH خاک زمین کشاورزی و در صنایع فولاد و ذوب آهن مورد استفاده قرار می گیرد. قیمت این آهک در مقایسه با نمونه زنده ارزان تر است و از ویژگی های آن می توان به سخت شدن پس از گیرش در هوا اشاره نمود.
آهک آبی
آهک آبی از کلسینه شدن سنگ آهکی که حاوی آلومینا و سیلیس است حاصل می گردد. این متریال حاوی اکسید کلسیم و خاک رس است و سرعت شکفته شدن آن به کندی صورت می گیرد و حجم آن زیاد افزایش پیدا نمی کند. ترکیب شیمیایی آهک آبی همانند سیمان پرتلند است اما مقاومت آن از این نوع سیمان کمتر بوده و گیرش آن نیز آهسته تر است.
آهک نیمه آبی
آهک نیمه آبی نوعی آهک خالص تنها با مقدار جزئی خاک رس است و در مقایسه با نمونه زنده مقاومت بالاتری دارد. آهک نیمه آبی به منظور پی سازی در خاک های کم سولفات مورد استفاده قرار می گیرد. این نمونه به آرامی شکفته می شود و افزایش حجم آن ناچیز است. گیرش آهک نیمه آبی در آب صورت می گیرد که پس از آن بسیار سخت و سفت می شود.
آهک هیدراته
این متریال می تواند ذرات معلق در آب را جذب کند، از این رو از آن به منظور تصفیه آب استفاده می شود. علاوه بر آن در مرغداری ها به منظور ضدعفونی کننده و در صنایع کاغذ برای تولید خمیر کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده قلیایی از قابلیت تنظیم کنندگی PH برخوردار است و در تنظیم اسیدیته کاربرد دارد.
موارد استفاده از آهک
از آهک برای پر نمودن درزها و بهم پیوستن لایه های خاک استفاده می شود.
این متریال برای پایدار کردن و تثبیت نمودن کانال ها و زمین بستر راه ها کاربرد دارد.
از حمله ریشه درخت ها به کانال ها و تخریب آنها جلوگیری می کند.
این ماده در صنایع مختلف از قبیل صنایع آب، فولاد، سیمان، صنایع شیشه سازی، آجرسازی و … استفاده می شود.
در مکان هایی که خاک زیر آسفالت رسی است به منظور جلوگیری از نشست خاک به کار می رود.
برخی از مواد عایقی شامل سیلیس و آهک هستند، در واقع آهک به عنوان عامل پیوند با سیلیس واکنش نشان می دهد، در نتیجه سیلیکات کلسیم شکل می گیرد. از واکنش سیلیکات و آهن نیز در عایق سازی استفاده می شود.
به منظور افزایش مقاومت بتن در برابر آب و متراکم نمودن آن، به محصولات بتنی آهک افزوده می شود.
افزودن آهک به ملات مورد استفاده برای بازسازی بناهای تاریخی، این امکان را برای دیوار فراهم می کند که در شرایط مختلف بدون ایجاد خسارت منقبض یا منبسط شود.
۶ الی ۲۰ درصد سیمان پرتلند از آهک تشکیل شده است. این نوع سیمان به صورت پودری بسیار نرم با مقاومت بسیار بالا و نفوذ ناپذیری کافی است.
از شفته آهک به منظور ایجاد بستری مقاوم برای عایق بندی استخرها و ساخت سازه های گوناکون استفاده می شود.
استفاده از آن در گچ کاری باعث افزایش مقاومت و استحکام گچ می شود.
استفاده از این متریال در ملات سیمان قدرت چسبندگی آن را بالا برده و از نشتی آب جلوگیری می نماید.