Sfruttamento delle energie alternative
 

GM terzo produttore mondiale condanna motore a scoppio

Roberto Deboni DMIsr 6 Ott 2017 09:30
Il terzo produttore mondiale di automobili afferma
di avere iniziato la fine per i motori a benzina e
gasolio:

<https://www.washingtonpost.com/news/innovations/wp/2017/10/02/death-of-diesel-begins-as-gm-announces-plans-for-all-electric-future/?utm_term=.43b20bc2241c>

<https://www.forbes.com/sites/joannmuller/2017/10/02/gm-plots-all-electric-future-with-20-new-evs-and-fuel-cell-vehicles-coming-by-2023/#3e96a65c76ec>

"After nearly a century of building vehicles powered by fossil fuels,
General Motors — one of the world’s largest automakers — announced
Monday that the end of GM producing ******* combustion engines is
fast approaching."

"The acceleration to an all-electric future will begin almost
immediately, with GM releasing two new electric models next year
and an additional 18 by 2023."

General Motors sembra credere nell'asso nella manica
delle celle di combustibile:

"The automaker said that arriving at a “zero emissions future”
will require a two-pronged approach: battery electric and
hydrogen fuel cell electric vehicles."

che pero' probabilmente (mia opinione, per il prodotto venduto
in massa) andranno a metano o altro combustibile che apporti
ioni idrogeno per la cella a combustibile.

Sempre mia opinione e' che GM ha preso nota del successo
della Tesla Motors e della sua entrata nel segmento D con
la Model 3 (il primo segmento di massa, a partire dalla cima
della piramide), il cui prezzo, per una berlina di quella
categoria, di €36'600 (ivati al 22%) e' un affare.

<https://www.tesla.com/it_IT/model3?redirect=no>

calcolato €30'000 + 22% di IVA.

GM ha introdotto un autocarro/furgone dal nome SURUS:

<http://www.tfltruck.com/2017/10/project-surus-general-motors-20-electric-gm-vehicles-2023-news/>

con celle a combustibile. SURUS, nome di un antico
elefante da guerra, significa Silent Utility Rover
Universal Superstructure ed e' trainato da due
motori elettrici.
Soviet_Mario 6 Ott 2017 20:13
Il 06/10/2017 09:30, Roberto Deboni DMIsr ha scritto:
> Il terzo produttore mondiale di automobili afferma
> di avere iniziato la fine per i motori a benzina e
> gasolio:
>
>
<https://www.washingtonpost.com/news/innovations/wp/2017/10/02/death-of-diesel-begins-as-gm-announces-plans-for-all-electric-future/?utm_term=.43b20bc2241c>

>
>
>
<https://www.forbes.com/sites/joannmuller/2017/10/02/gm-plots-all-electric-future-with-20-new-evs-and-fuel-cell-vehicles-coming-by-2023/#3e96a65c76ec>

>
>
> "After nearly a century of building vehicles powered by
> fossil fuels,
> General Motors — one of the world’s largest automakers —
> announced
> Monday that the end of GM producing ******* combustion
> engines is
> fast approaching."
>
> "The acceleration to an all-electric future will begin almost
> immediately, with GM releasing two new electric models next
> year
> and an additional 18 by 2023."
>
> General Motors sembra credere nell'asso nella manica
> delle celle di combustibile:
>
> "The automaker said that arriving at a “zero emissions future”
> will require a two-pronged approach: battery electric and
> hydrogen fuel cell electric vehicles."
>
> che pero' probabilmente (mia opinione, per il prodotto venduto
> in massa) andranno a metano o altro combustibile che apporti
> ioni idrogeno per la cella a combustibile.

su una cosa tendo a concordare : sul fatto che non andranno
mai a idrogeno.

Sul vettore, il metano ha alcuni pregi ma anche difetti.
Imho un vettore assai più comodo sarebbe il metanolo.
Ha il difetto di non essere di fonte naturale diretta, ma si
può cmq preparare dalla CO2 mediante idrogeno esogeno (e
industrialmente l'idrogeno è uno dei reagenti migliori, non
presenta i difetti dello stoccaggio e delle pipeline o dei
serbatoi a bassa capacità).

Come pregi avrebbe :
1) maggiore densità energetica intrinseca su base
VOLUMETRICA (per il semplice fatto di essere un liquido a
T,P ambiente).
2) potenzialmente anche maggiore densità energetica su base
MASSICA (perché il metano compresso si porta dietro molte
decine di kg di bombola di acciaio corazzata, il metanolo
sta in un serbatoio in PP a vaso aperto senza nessun problema)

ma soprattutto : qualsiasi forma di pyrolyzer e/o steam
reformer si scelga, essendo già parzialmente ossigenato, il
metanolo si lascia processare molto più facilmente, e con
assai ******* probabilità di generare ceneri CARBONIOSE (che
alla lunga intasano i catalizzatori).
Lo steam reforming del metanolo produce una miscela di sola
CO2 e CO (il secondo va abbattuto ovviamente, perché è
micidiale per i catalizzatori, specie a base Nichel, li
vaporizza addirittura !)
Lo steam reforming del metano richiede condizioni molto più
drastiche, che rendono meno remota la formazione di "chars"
(ceneri carboniose).

Ad ogni modo le fuel-cells sono praticamente delle soluzioni
predestinate a soppiantare praticamente ogni batteria a
stato solido (e a surclassare per densità energetica le
batterie FLOW CELL a elettrodi in soluzione).
Hanno solo problemi tecnologici connessi all'alta
temperatura di avvio, che rende lento e inefficiente l'avvio
a freddo, e poco adatto il sistema a trasporto a frequenti
stop-go (e molto adatto a trasporti di linea always on duty).

Anche la miniaturizzazione è spesso problematica per
qualsiasi dispositivo con intrinseci problemi di
dissipazione non gradita del calore. Siccome i tipi di fuel
cells che si appoggiano a pirolizzatori, esterni o
"cablati", DEVONO RESTARE ******* qualche centinaio di gradi,
rimpicciolirle rende l'isolamento un punto più critico.

>
> Sempre mia opinione e' che GM ha preso nota del successo
> della Tesla Motors e della sua entrata nel segmento D con
> la Model 3 (il primo segmento di massa, a partire dalla cima
> della piramide), il cui prezzo, per una berlina di quella
> categoria, di €36'600 (ivati al 22%) e' un affare.
>
> <https://www.tesla.com/it_IT/model3?redirect=no>
>
> calcolato €30'000 + 22% di IVA.
>
> GM ha introdotto un autocarro/furgone dal nome SURUS:
>
>
<http://www.tfltruck.com/2017/10/project-surus-general-motors-20-electric-gm-vehicles-2023-news/>

>
>
> con celle a combustibile. SURUS, nome di un antico
> elefante da guerra, significa Silent Utility Rover
> Universal Superstructure ed e' trainato da due
> motori elettrici.

queste però sembrano essere proprio le classiche AD
IDROGENO, non a metano o a alcooli.
Che fungono meglio e sono più flessibili.
Ma l'autonomia ovviamente è molto ridotta.

--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
Roberto Deboni DMIsr 7 Ott 2017 09:44
On 06/10/17 20:13, Soviet_Mario wrote:
> Il 06/10/2017 09:30, Roberto Deboni DMIsr ha scritto:

...snip...

>> "The automaker said that arriving at a “zero emissions future”
>> will require a two-pronged approach: battery electric and
>> hydrogen fuel cell electric vehicles."
>>
>> che pero' probabilmente (mia opinione, per il prodotto venduto
>> in massa) andranno a metano o altro combustibile che apporti
>> ioni idrogeno per la cella a combustibile.
>
> su una cosa tendo a concordare : sul fatto che non andranno mai a idrogeno.
>
> Sul vettore, il metano ha alcuni pregi ma anche difetti.

Eppure industrialmente il metodo piu' comune (95% di 500 miliardi
di mc nel 1998) di produrre idrogeno e' proprio il reforming a
partire dal metano. Forse perche' abbiamo ben 4 atomi di prodotto
utile ogni 5 ?

Vedo che il processo (acronimo SMR) avviene in due fasi:

CH4 + H2O ⇌ CO + 3 H2
CO + H2O ⇌ CO2 + H2

e quindi mi pare di capire che alla fine si ha solo CO2
come scarto e ben 4 molecole di idrogeno per ogni molecola
di metano e due di acqua aggiunte. Questo processo, che
mi sembra efficiente, ha il vizio di richiedere molta
energia. Vedo percio' che c'e 'un altro approccio
(acronimo ATR) che invece genera calore:

2CH4 + O2 + CO2 → 3H2 + 3CO + H2O

oppure:

4CH4 + O2 + 2H2O → 10H2 + 4CO

con una temperatura di uscita di 950-1100 Celsius.
Il calore suppongo sia desiderabile per tenere "calda" la
cella a combustibile.

Leggo pero' che anche in piccola scala, un sistema SMR
ben progettato produce idrogeno in modo piu' efficiente
di quello ATR.

<https://www.assemblymag.com/articles/83896-aia-software-*****yzes-cost-of-hydrogen-production>

> Imho un vettore assai più comodo sarebbe il metanolo.

Nel caso del metanolo si avrebbe:

CH3OH + H2O → CO2 + 3H2

che richiede anche calore, ma circa un terzo meno ?
Qui otteniamo solo 3 molecole di idrogeno per ogni
molecola di metanolo con una di acqua aggiunta ?

> Ha il difetto di non essere di fonte naturale diretta, ma si può cmq
> preparare dalla CO2 mediante idrogeno esogeno (e industrialmente
> l'idrogeno è uno dei reagenti migliori, non presenta i difetti dello
> stoccaggio e delle pipeline o dei serbatoi a bassa capacità).
>
> Come pregi avrebbe :
> 1) maggiore densità energetica intrinseca su base VOLUMETRICA (per il
> semplice fatto di essere un liquido a T,P ambiente).
> 2) potenzialmente anche maggiore densità energetica su base MASSICA
> (perché il metano compresso si porta dietro molte decine di kg di
> bombola di acciaio corazzata, il metanolo sta in un serbatoio in PP a
> vaso aperto senza nessun problema)

Cosa e' l'acciaio corazzato ?

Sono stato metanista quando la tecnologia era ai primordi,
e viaggiavo con sulla macchina (una berlina Alfa Romeo,
quindi con notevoli esigenze di carburante) 3 bombole per
un peso totale di circa 100 kg.
Pero' la mia era una "modifica" post vendita, e quindi
limitata da come era la vettura in origine (in pratica
si "perde" il bagagliaio).
Oggi leggo che si fanno bombole foderate in alluminio ed
uno strato di fibre composite per ottenere la resistenza
richiesta. Una bombola da 30 litri pesa 42 kg, quindi
circa la meta' delle tradizionali bombole d'acciaio.
Queste bombole, hanno di bello che in caso di rottura
non si ha evento esplosivo da pressione, ma la rottura e'
preceduta dalla formazione di crepe/fessure che scaricano
la pressione in modo meno catastrofico (ovviamente rimane
il rischio di combustione esplosiva del gas fuoriuscito,
ma anche la benzina e' fettente quando si sparge, specie
in agosto).
Un 45 litri pesa solo 52 kg ed a 200 bar (le bombole sono
da 250 bar) e siamo a 100 km di autonomia.

<http://www.steelheadcomposites.com/wp-content/uploads/2017/08/CNG-Brochure.pdf>

In effetti quello della autonomia e' il limite delle
auto a metano, anche se in citta' non e' un grave difetto.
(ed e' per questa mia esperienza "vissuta" che non capisco
la fissima verso le auto elettriche che facciano solo
200 km di autonomia)

Tornando alla questione del serbatoio, la robustezza non e'
detto che debba essere un difetto, a patto di disegnare la
macchina dalla nascita per funzionare a metano. In questo
caso basta inserire le bombole "corazzate" come struttura
portante del veicolo, al posto dei longheroni. Se poi
combiniamo con un uso esteso delle fibre composite (che sulle
autovetture normalmente non si fa perche' pare che sia
desiderata una massa minima, ovvero anche potendo fare
vetture da 300 kg non si fanno per varie considerazioni),
il peso a vuoto della vettura puo' essere resa equivalente
a quello della versione a benzina, annullando qualsiasi
svantaggio in termini di peso.

Quello che ha un po' frenato la ricerca sul trasporto
del metano e' che le soluzioni citate sono "accettabili"
e quindi e' mancato lo sprone per andare oltre (come
invece si fa sull'idrogeno). Eppure il "mercato" c'e'
gia'.

Per esempio:

<https://www.sciencedaily.com/releases/2008/11/081120073126.htm>

"Scientists have developed a material made out of a mixture of
silica and water which can soak up large quantities of methane
molecules. The material looks and acts like a fine white powder
which, if developed for industrial use, might be easily
transported or used as a vehicle fuel."

Il processo a quanto pare avviene al punto di congelamento
dell'acqua:

"This ‘dry water’ powder soaks up large quantities of methane
quite rapidly at around water’s normal freezing point.”

Oppure:

<https://phys.org/news/2015-10-chemists-natural-gas-fuel-tanks.html>
<http://news.berkeley.edu/2015/10/26/chemists-find-better-way-to-pack-natural-gas-into-fuel-tanks/>

"University of California, Berkeley, chemists have now developed
a porous and flexible material - a so-called metal-organic
framework (MOF) - for storing methane that addresses these
problems. The flexible MOF collapses when the methane is extracted
to run the engine, but expands when the methane is pumped in at
only moderate pressure, within the range produced by a ******* compressor."

35 bar e' decisamente meglio di 200 bar anche se mancano
dati per capire come e' il rapporto peso/volume gas.

> ma soprattutto : qualsiasi forma di pyrolyzer e/o steam reformer si
> scelga, essendo già parzialmente ossigenato, il metanolo si lascia
> processare molto più facilmente, e con assai ******* probabilità di
> generare ceneri CARBONIOSE (che alla lunga intasano i catalizzatori).
> Lo steam reforming del metanolo produce una miscela di sola CO2 e CO (il
> secondo va abbattuto ovviamente, perché è micidiale per i catalizzatori,
> specie a base Nichel, li vaporizza addirittura !)
> Lo steam reforming del metano richiede condizioni molto più drastiche,
> che rendono meno remota la formazione di "chars" (ceneri carboniose).
>
> Ad ogni modo le fuel-cells sono praticamente delle soluzioni
> predestinate a soppiantare praticamente ogni batteria a stato solido (e
> a surclassare per densità energetica le batterie FLOW CELL a elettrodi
> in soluzione).
> Hanno solo problemi tecnologici connessi all'alta temperatura di avvio,
> che rende lento e inefficiente l'avvio a freddo, e poco adatto il
> sistema a trasporto a frequenti stop-go (e molto adatto a trasporti di
> linea always on duty).
>
> Anche la miniaturizzazione è spesso problematica per qualsiasi
> dispositivo con intrinseci problemi di dissipazione non gradita del
> calore. Siccome i tipi di fuel cells che si appoggiano a pirolizzatori,
> esterni o "cablati", DEVONO RESTARE ******* qualche centinaio di gradi,
> rimpicciolirle rende l'isolamento un punto più critico.

Questo aspetto probabilmente fara' preferire le celle a combustibile
per veicoli pesanti, come autocarri o autobus.

>> Sempre mia opinione e' che GM ha preso nota del successo
>> della Tesla Motors e della sua entrata nel segmento D con
>> la Model 3 (il primo segmento di massa, a partire dalla cima
>> della piramide), il cui prezzo, per una berlina di quella
>> categoria, di €36'600 (ivati al 22%) e' un affare.
>>
>> <https://www.tesla.com/it_IT/model3?redirect=no>
>>
>> calcolato €30'000 + 22% di IVA.
>>
>> GM ha introdotto un autocarro/furgone dal nome SURUS:
>>
>>
<http://www.tfltruck.com/2017/10/project-surus-general-motors-20-electric-gm-vehicles-2023-news/>
>>
>>
>> con celle a combustibile. SURUS, nome di un antico
>> elefante da guerra, significa Silent Utility Rover
>> Universal Superstructure ed e' trainato da due
>> motori elettrici.
>
> queste però sembrano essere proprio le classiche AD IDROGENO,

Si, infatti, sono ad idrogeno. Ma credo che il "kit" di
generazione a partire da metanolo possa essere "aggiunto"
sopra gli esistenti sistemi ad idrogeno ?

> non a metano o a alcooli.
> Che fungono meglio e sono più flessibili.
> Ma l'autonomia ovviamente è molto ridotta.

Simbolica ? :-)
Soviet_Mario 7 Ott 2017 12:11
Il 07/10/2017 09:44, Roberto Deboni DMIsr ha scritto:
> On 06/10/17 20:13, Soviet_Mario wrote:
>> Il 06/10/2017 09:30, Roberto Deboni DMIsr ha scritto:
>
> ...snip...
>
>>> "The automaker said that arriving at a “zero emissions
>>> future”
>>> will require a two-pronged approach: battery electric and
>>> hydrogen fuel cell electric vehicles."
>>>
>>> che pero' probabilmente (mia opinione, per il prodotto
>>> venduto
>>> in massa) andranno a metano o altro combustibile che apporti
>>> ioni idrogeno per la cella a combustibile.
>>
>> su una cosa tendo a concordare : sul fatto che non
>> andranno mai a idrogeno.
>>
>> Sul vettore, il metano ha alcuni pregi ma anche difetti.
>
> Eppure industrialmente il metodo piu' comune (95% di 500
> miliardi
> di mc nel 1998) di produrre idrogeno e' proprio il reforming a
> partire dal metano. Forse perche' abbiamo ben 4 atomi di
> prodotto
> utile ogni 5 ?

ovvio, ma lo steam reforming non è un metodo miniaturizzato,
di piccola scala. Per avere buone efficienze conviene
applicarlo a grande scala.

>
> Vedo che il processo (acronimo SMR) avviene in due fasi:
>
>     CH4 + H2O ⇌ CO + 3 H2
>     CO + H2O ⇌ CO2 + H2
>
> e quindi mi pare di capire che alla fine si ha solo CO2
> come scarto e ben 4 molecole di idrogeno per ogni molecola
> di metano e due di acqua aggiunte. Questo processo, che
> mi sembra efficiente, ha il vizio di richiedere molta
> energia.

no, in realtà affatto MOLTA, è solo lievemente endotermico.
Ad ogni modo l'endotermicità chiama in causa vincoli di
scala nel design, perché bisogna avere ottimi recuperatori
di calore e adeguata coibentazione per non dissiparne

> Vedo percio' che c'e 'un altro approccio
> (acronimo ATR) che invece genera calore:
>
>     2CH4 + O2 + CO2 → 3H2 + 3CO + H2O
>
> oppure:
>
>     4CH4 + O2 + 2H2O → 10H2 + 4CO
>
> con una temperatura di uscita di 950-1100 Celsius.
> Il calore suppongo sia desiderabile per tenere "calda" la
> cella a combustibile.

lo steam reformer puro è endotermico.
Considerato che invece le ossidazioni con ossigeno sono
fortemente esotermiche, la logica è quella di cercare di
accoppiare i due processi, in misura proporzionata, per fare
in modo che quello esotermico paghi i conti dell'endotermico
con un bilancio totale in lievissimo esugero in modo da non
richiedere altre combustioni ESTERNE.
Ovviamente questo comporta una riduzione nella resa del
recupero degli equivalenti "riducenti" (gli H inizialmente
attaccati al carbonio, quelli dell'acqua non contano)

>
> Leggo pero' che anche in piccola scala, un sistema SMR
> ben progettato produce idrogeno in modo piu' efficiente
> di quello ATR.

dipende dalla definizione di efficienza probabilmente.
In termini di resa MASSICA, ovviamente si, lo steam
reforming puro (alimentato esternamente, anche con calore di
scarto sui 1000° se disponibile, o bruciando ******* varia, o
parabole solari o quel che si vuole), ha resa quantitativa,
nel senso che TUTTI gli equivalenti riducenti sono
convertiti in idrogeno finale.
Nelle combustioni parziali una frazione più o meno alta
viene sprecata in acqua e/o monossido di carbonio.

>
>
<https://www.assemblymag.com/articles/83896-aia-software-*****yzes-cost-of-hydrogen-production>

>
>
>> Imho un vettore assai più comodo sarebbe il metanolo.
>
> Nel caso del metanolo si avrebbe:
>
> CH3OH + H2O → CO2 + 3H2
>
> che richiede anche calore, ma circa un terzo meno ?

penso (è una mia idea) che ai fini della miniaturizzazione
(un pirolizzatore industriale non ha gli stessi requisiti
dimensionali di uno che posso mettere nel cofano tra
serbatoio e fuel cell), conti non soltanto l'esigenza
termodinamica di calore, ma anche molto la TEMPERATURA DI
PROCESSO. E in questo il metanolo surclassa il metano, che è
cineticamente un osso duro.

> Qui otteniamo solo 3 molecole di idrogeno per ogni
> molecola di metanolo con una di acqua aggiunta ?

si ma è possibile far avvenire il processo a temperature e
pressioni sicuramente inferiori. Imho come avevo già detto,
credo che in queste condizioni siano anche minimizzate le
probabilità di depositi di carbonio (ad es. su tubi e
catalizzatori), per la disponibilità di un precursore già
intrinsecamente ossigenato che è molto difficile dissociare
da quell'ossigeno preesistente. E' una peculiarità tipica
dell'unità C-1 cmq. Esistono anche molecole ossigenate con
una tendenza straordinariamente elevata a depositare
carbonio (si pensi alla cellulosa !), che dipende dalla
struttura, dall'avere l'ossigeno alla periferia,
stechiometrico all'idrogeno, ed estesi scheletri carboniosi,
peggio se ciclici o quasi. L'unità C-1 non presenta nessuna
facilitazione alla formazione di chars.
Un pirolizzatore che debba funzionare a lungo senza
manutenzione o cicli di pulizia, deve usare un vettore meno
incrostante possibile.

Il rischio CO è purtroppo insito in ogni genere di steam
reformer, e limita fortemente purtroppo la scelta dei
catalizzatori.
Il poco costoso e abbastanza efficiente Nichel è molto
penalizzato dal CO anche in tracce, quindi bisogna spingere
il più possibile la resa di conversione della WGSR
la reazione che hai citato per seconda
> CO + H2O ⇌ CO2 + H2
ed è una reazione notevolmente capricciosa, priva di una
chiara tonalità termica e/o entropica, per cui si può
giocare solo su Les Chatelier (aumentando molto la presenza
di vapore e/o sottraendo chimicamente la CO2 man mano che si
forma). Si può giocare poco su P e T per smuoverla e tirarla
a destra.
Usare eccesso di vapore surriscaldato (anzi supercritico)
significa consumare più energia per vaporizzare e
surriscaldare acqua, recuperandola solo in parte (più
degradata) con la condensazione della stessa.
In automotive l'ipotesi di catturare la CO2 in un secondo
reattore, e con dei "consumabili" (che so, una sospensione
di calce) è semplicemente improponibile per ora, a
prescindere dal fatto che ci siano trappole ricaricabili
come l'etilendiammina e altro.

Tutte queste complicazioni nello stationary sono cmq più che
accettabili sia chiaro.

Esistono di sicuro catalizzatori meno sensibili al CO degli
elementi della triade del ferro, che forma carbonili stabili
e volatili.

>
>> Ha il difetto di non essere di fonte naturale diretta, ma
>> si può cmq
>> preparare dalla CO2 mediante idrogeno esogeno (e
>> industrialmente
>> l'idrogeno è uno dei reagenti migliori, non presenta i
>> difetti dello
>> stoccaggio e delle pipeline o dei serbatoi a bassa capacità).
>>
>> Come pregi avrebbe :
>> 1) maggiore densità energetica intrinseca su base
>> VOLUMETRICA (per il
>> semplice fatto di essere un liquido a T,P ambiente).
>> 2) potenzialmente anche maggiore densità energetica su
>> base MASSICA
>> (perché il metano compresso si porta dietro molte decine
>> di kg di
>> bombola di acciaio corazzata, il metanolo sta in un
>> serbatoio in PP a
>> vaso aperto senza nessun problema)
>
> Cosa e' l'acciaio corazzato ?

è una bombola molto spessa che trasporta dentro come payload
utile una frazione del suo solo peso morto, diciamo.
Intendevo questo. Non puoi stoccare 220 Atm in un serbatoio
da 2 mm.

>
> Sono stato metanista quando la tecnologia era ai primordi,
> e viaggiavo con sulla macchina (una berlina Alfa Romeo,
> quindi con notevoli esigenze di carburante) 3 bombole per
> un peso totale di circa 100 kg.

Eh, e di gas ne contenevano più o meno di 100 kg netti ?

Col metanolo il rapporto tra peso morto del serbatoio e
contenuto, è enormemente più favorevole (anche se non quanto
per benzina e gasolio).
Un liquido vince sempre a man bassa contro qualsiasi gas
compresso.
Il GPL è una situazione intermedia, essendo liquefacibile a
pressioni ragionevoli, comporta la densità del liquido, e
richiede bombole non eccessivamente "corazzate"

> Pero' la mia era una "modifica" post vendita, e quindi
> limitata da come era la vettura in origine (in pratica
> si "perde" il bagagliaio).
> Oggi leggo che si fanno bombole foderate in alluminio ed
> uno strato di fibre composite per ottenere la resistenza
> richiesta. Una bombola da 30 litri pesa 42 kg, quindi
> circa la meta' delle tradizionali bombole d'acciaio.

si ma non potranno mai scalfire il primato dei liquidi a T,P
ambiente, con qualsiasi tecnologia, anche a pari peso di
bombola vs serbatoio (parità che non ci sarà mai per inciso)
resterebbe cmq la densità inferiore del contenuto gassoso
compresso rispetto al liquido.

Non dico che la soluzione bombola sia inaccettabile,
semplicemente che è inferiore sotto ogni punto di vista al
serbatoio liquido.

> Queste bombole, hanno di bello che in caso di rottura
> non si ha evento esplosivo da pressione, ma la rottura e'
> preceduta dalla formazione di crepe/fessure che scaricano
> la pressione in modo meno catastrofico (ovviamente rimane
> il rischio di combustione esplosiva del gas fuoriuscito,
> ma anche la benzina e' fettente quando si sparge, specie
> in agosto).

su questo sono d'accordo : il combustibile liquido è più
pericoloso di uno gassoso, salvo nel caso delle abitazioni
con fughe lente inosservate, caso che non ha possibilità di
verificarsi in un car crash. Il gas sviluppa tutta la
potenza verso una unica direzione, e normalmente punta verso
l'alto.
Se hai una sfiga malefica la fiamma punta dentro
l'abitacolo, ma ti fa secco in un tempo inferiore rispetto
all'arrosto lento. Ed è cmq uno scenario più ipotetico che
altro, perché cmq presuppone anche altre rotture di paratie
di separazione tra vano e abitacolo. Ad ogni modo per come
sono rubuste le bombole, è probabilissimo che in caso si
rompano, tutti gli utenti siano già morti per l'urto stesso.

> Un 45 litri pesa solo 52 kg ed a 200 bar (le bombole sono
> da 250 bar) e siamo a 100 km di autonomia.

e 100 km ti pare tanto ?
Con alcool non sembra irrealistico pensare a 500-600 km.
Questo intendo con densità di energia volumica superiore.

>
>
<http://www.steelheadcomposites.com/wp-content/uploads/2017/08/CNG-Brochure.pdf>

>
>
> In effetti quello della autonomia e' il limite delle
> auto a metano, anche se in citta' non e' un grave difetto.

non è grave, ma potendo fare a meno perché non farne a meno.

> (ed e' per questa mia esperienza "vissuta" che non capisco
> la fissima verso le auto elettriche che facciano solo
> 200 km di autonomia)

manco io. Quel che mi angoscia è l'idea di cambiare le
batterie dopo 10 anni, spendendo la metà del costo della
macchina intera :)

>
> Tornando alla questione del serbatoio, la robustezza non e'
> detto che debba essere un difetto,

eccome no ... usi più peso per un componente laddove
potrebbe bastarne meno.

> a patto di disegnare la
> macchina dalla nascita per funzionare a metano. In questo
> caso basta inserire le bombole "corazzate" come struttura
> portante del veicolo, al posto dei longheroni. Se poi
> combiniamo con un uso esteso delle fibre composite (che sulle
> autovetture normalmente non si fa perche' pare che sia
> desiderata una massa minima, ovvero anche potendo fare
> vetture da 300 kg non si fanno per varie considerazioni),
> il peso a vuoto della vettura puo' essere resa equivalente
> a quello della versione a benzina, annullando qualsiasi
> svantaggio in termini di peso.
>
> Quello che ha un po' frenato la ricerca sul trasporto
> del metano e' che le soluzioni citate sono "accettabili"

accettabile viene accettato dall'utente solo quando è molto
economico. E nell'economicità ci entra sia il basso costo
unitario del carburante, ma spesso, su macchine da
convertire, i prezzi esosi degli impiantisti che scoraggiano
il passo. Come si dice spesso : essere poveri E' COSTOSO. Se
fai fatica a mettere insieme la cifra per l'impianto, ti
tieni la più costosa benzina.

Inoltre i petrolieri stanno insabbiando il brevetto del
sistema DIESEL-a-metano, già costruito e in attesa di
omologazioni che i monopolisti non vogliono far concedere.

> e quindi e' mancato lo sprone per andare oltre (come
> invece si fa sull'idrogeno). Eppure il "mercato" c'e'
> gia'.
>
> Per esempio:
>
> <https://www.sciencedaily.com/releases/2008/11/081120073126.htm>
>
>
> "Scientists have developed a material made out of a mixture of
> silica and water which can soak up large quantities of methane
> molecules. The material looks and acts like a fine white powder
> which, if developed for industrial use, might be easily
> transported or used as a vehicle fuel."
>
> Il processo a quanto pare avviene al punto di congelamento
> dell'acqua:

sono i cosiddetti CLATRATI di metano, strutture simili a
quelle che tappezzano i fondali, e persino intrappolate nel
permafrost siberiano.

Ad ogni modo è un sistema simil-criogenico, che consuma
anche a fermo per venire tenuto nelle temperature
accettabili. Diversamente i clatrati fondono e il metano
viene rilasciato.

Non è enormemente diverso dagli autotreni a metano LIQUIDO,
che hanno dei serbatoi super-coibentati a vaso aperto, che
si mantengono freddi lasciando evaporare una frazione
ritenuta accettabile del metano stesso.
Mi lascia piuttosto perplesso peraltro, ed è inadatto ad
auto ad uso poco programmabile e asincrono.

>
> "This ‘dry water’ powder soaks up large quantities of methane
> quite rapidly at around water’s normal freezing point.”
>
> Oppure:
>
> <https://phys.org/news/2015-10-chemists-natural-gas-fuel-tanks.html>
>
>
<http://news.berkeley.edu/2015/10/26/chemists-find-better-way-to-pack-natural-gas-into-fuel-tanks/>

>
>
> "University of California, Berkeley, chemists have now
> developed
> a porous and flexible material - a so-called metal-organic
> framework (MOF) - for storing methane that addresses these
> problems. The flexible MOF collapses when the methane is
> extracted
> to run the engine, but expands when the methane is pumped in at
> only moderate pressure, within the range produced by a ******* > compressor."

non ti aspettare chissà quali densità di accumulo con le
metal sponges.

>
> 35 bar e' decisamente meglio di 200 bar anche se mancano
> dati per capire come e' il rapporto peso/volume gas.

esatto, il metano raggiunge densità volumetriche superiori
al gas compresso da solo, ma peggiora la frazione DEL PESO
utile del sistema.

>
>> ma soprattutto : qualsiasi forma di pyrolyzer e/o steam
>> reformer si
>> scelga, essendo già parzialmente ossigenato, il metanolo
>> si lascia
>> processare molto più facilmente, e con assai *******
>> probabilità di
>> generare ceneri CARBONIOSE (che alla lunga intasano i
>> catalizzatori).
>> Lo steam reforming del metanolo produce una miscela di
>> sola CO2 e CO (il
>> secondo va abbattuto ovviamente, perché è micidiale per i
>> catalizzatori,
>> specie a base Nichel, li vaporizza addirittura !)
>> Lo steam reforming del metano richiede condizioni molto
>> più drastiche,
>> che rendono meno remota la formazione di "chars" (ceneri
>> carboniose).
>>
>> Ad ogni modo le fuel-cells sono praticamente delle soluzioni
>> predestinate a soppiantare praticamente ogni batteria a
>> stato solido (e
>> a surclassare per densità energetica le batterie FLOW CELL
>> a elettrodi
>> in soluzione).
>> Hanno solo problemi tecnologici connessi all'alta
>> temperatura di avvio,
>> che rende lento e inefficiente l'avvio a freddo, e poco
>> adatto il
>> sistema a trasporto a frequenti stop-go (e molto adatto a
>> trasporti di
>> linea always on duty).
>>
>> Anche la miniaturizzazione è spesso problematica per
>> qualsiasi
>> dispositivo con intrinseci problemi di dissipazione non
>> gradita del
>> calore. Siccome i tipi di fuel cells che si appoggiano a
>> pirolizzatori,
>> esterni o "cablati", DEVONO RESTARE ******* qualche
>> centinaio di gradi,
>> rimpicciolirle rende l'isolamento un punto più critico.
>
> Questo aspetto probabilmente fara' preferire le celle a
> combustibile
> per veicoli pesanti, come autocarri o autobus.

in prima battuta, probabilmente si.
Penserei anche ai sistemi navali, che oggi bruciano
M-E-R-D-A e producono emissioni spaventose

>
>>> Sempre mia opinione e' che GM ha preso nota del successo
>>> della Tesla Motors e della sua entrata nel segmento D con
>>> la Model 3 (il primo segmento di massa, a partire dalla cima
>>> della piramide), il cui prezzo, per una berlina di quella
>>> categoria, di €36'600 (ivati al 22%) e' un affare.
>>>
>>> <https://www.tesla.com/it_IT/model3?redirect=no>
>>>
>>> calcolato €30'000 + 22% di IVA.
>>>
>>> GM ha introdotto un autocarro/furgone dal nome SURUS:
>>>
>>>
<http://www.tfltruck.com/2017/10/project-surus-general-motors-20-electric-gm-vehicles-2023-news/>

>>>
>>>
>>>
>>> con celle a combustibile. SURUS, nome di un antico
>>> elefante da guerra, significa Silent Utility Rover
>>> Universal Superstructure ed e' trainato da due
>>> motori elettrici.
>>
>> queste però sembrano essere proprio le classiche AD IDROGENO,
>
> Si, infatti, sono ad idrogeno. Ma credo che il "kit" di
> generazione a partire da metanolo possa essere "aggiunto"
> sopra gli esistenti sistemi ad idrogeno ?

ah non so ... non ho visto mai nessun disegno reale.

>
>> non a metano o a alcooli.
>> Che fungono meglio e sono più flessibili.
>> Ma l'autonomia ovviamente è molto ridotta.
>
> Simbolica ?  :-)

non so, stoccare idrogeno è IL PEGGIO del peggio.
Ci sono forme sofisticate e costosissime che non soffrono il
problema, credo ancora in sviluppo militare.
Sostanze solide tipo gli idruri salini complessi, come il
boridruro di ammonio, che a temperature molto modeste
rilasciano quasi il 100 % dell'idrogeno contenuto (ma
producono scarti non direttamente ricaricabili, da converire
come per le pile esauste).
NH4BH4 contiene grossomodo il 25 % in peso di idrogeno
utile. E' come metano solido, che cede sotto i 100° tutto il
suo idrogeno e lascia un residuo di carbonio (nella
fattispecie, di nitruro di boro solido). L'erogazione
costante non è b*****e da modulare immagino, e servirà cmq un
polmone di accumulo, perché è pur sempre un reattore chimico
con la sua inerzia e irresponsivity. Volevano farci carri
armati a zero impronta termica esterna. Poi forse i costi
hanno bloccato tutto, perché NH4BH4 è troppo costoso.

>
>


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
ADPUF 7 Ott 2017 21:27
Roberto Deboni DMIsr 09:44, sabato 7 ottobre 2017:

> Tornando alla questione del serbatoio, la robustezza non e'
> detto che debba essere un difetto, a patto di disegnare la
> macchina dalla nascita per funzionare a metano. In questo
> caso basta inserire le bombole "corazzate" come struttura
> portante del veicolo, al posto dei longheroni. Se poi
> combiniamo con un uso esteso delle fibre composite (che sulle
> autovetture normalmente non si fa perche' pare che sia
> desiderata una massa minima, ovvero anche potendo fare
> vetture da 300 kg non si fanno per varie considerazioni),
> il peso a vuoto della vettura puo' essere resa equivalente
> a quello della versione a benzina, annullando qualsiasi
> svantaggio in termini di peso.


Le autovetture odierne e future devono superare certi esami di
resistenza agli urti, da qui la loro forma "bombata"
(confrontare con quelle di 30 anni fa) e la loro massa
notevole, di acciaio deformabile fuori e guscio rigido dentro.

Una macchina fatta di fibra di carbonio è robusta e rigida come
le F1, ma chi sta dentro è tenero come un polpo e o viene
ancorato come i piloti o si spiaccica.


--
E-S °¿°
Ho plonkato tutti quelli che postano da Google Groups!
Qui è Usenet, non è il Web!
ADPUF 7 Ott 2017 21:32
Soviet_Mario 12:11, sabato 7 ottobre 2017:

>> Queste bombole, hanno di bello che in caso di rottura
>> non si ha evento esplosivo da pressione, ma la rottura e'
>> preceduta dalla formazione di crepe/fessure che scaricano
>> la pressione in modo meno catastrofico (ovviamente rimane
>> il rischio di combustione esplosiva del gas fuoriuscito,
>> ma anche la benzina e' fettente quando si sparge, specie
>> in agosto).
>
> su questo sono d'accordo : il combustibile liquido è più
> pericoloso di uno gassoso,


Beh non sempre, le vecchie navi a vapore che bruciavano bunker
(olio pesante o nafta) dovevano preriscaldarlo prima di
spruzzarlo in caldaia.


--
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Soviet_Mario 7 Ott 2017 22:07
Il 07/10/2017 21:32, ADPUF ha scritto:
> Soviet_Mario 12:11, sabato 7 ottobre 2017:
>
>>> Queste bombole, hanno di bello che in caso di rottura
>>> non si ha evento esplosivo da pressione, ma la rottura e'
>>> preceduta dalla formazione di crepe/fessure che scaricano
>>> la pressione in modo meno catastrofico (ovviamente rimane
>>> il rischio di combustione esplosiva del gas fuoriuscito,
>>> ma anche la benzina e' fettente quando si sparge, specie
>>> in agosto).
>>
>> su questo sono d'accordo : il combustibile liquido è più
>> pericoloso di uno gassoso,
>
>
> Beh non sempre, le vecchie navi a vapore che bruciavano bunker
> (olio pesante o nafta) dovevano preriscaldarlo prima di
> spruzzarlo in caldaia.
>

d'accordo, avevo trascurato cera, catrame, bitume, e altri
liquidi praticamente non volatili.

>


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
Roberto Deboni DMIsr 8 Ott 2017 10:31
On 07/10/17 21:32, ADPUF wrote:
> Soviet_Mario 12:11, sabato 7 ottobre 2017:
>
>>> Queste bombole, hanno di bello che in caso di rottura
>>> non si ha evento esplosivo da pressione, ma la rottura e'
>>> preceduta dalla formazione di crepe/fessure che scaricano
>>> la pressione in modo meno catastrofico (ovviamente rimane
>>> il rischio di combustione esplosiva del gas fuoriuscito,
>>> ma anche la benzina e' fettente quando si sparge, specie
>>> in agosto).
>>
>> su questo sono d'accordo : il combustibile liquido è più
>> pericoloso di uno gassoso,
>
>
> Beh non sempre, le vecchie navi a vapore che bruciavano bunker
> (olio pesante o nafta) dovevano preriscaldarlo prima di
> spruzzarlo in caldaia.

Definire liquido una densa crema mi pare un po' eccessivo:
Il riscaldmento e' necessario proprio per portarlo
allo stato liquido.
ADPUF 8 Ott 2017 21:51
Roberto Deboni DMIsr 10:31, domenica 8 ottobre 2017:
> On 07/10/17 21:32, ADPUF wrote:
>> Soviet_Mario 12:11, sabato 7 ottobre 2017:
>>
>>>> Queste bombole, hanno di bello che in caso di rottura
>>>> non si ha evento esplosivo da pressione, ma la rottura e'
>>>> preceduta dalla formazione di crepe/fessure che scaricano
>>>> la pressione in modo meno catastrofico (ovviamente rimane
>>>> il rischio di combustione esplosiva del gas fuoriuscito,
>>>> ma anche la benzina e' fettente quando si sparge, specie
>>>> in agosto).
>>>
>>> su questo sono d'accordo : il combustibile liquido è più
>>> pericoloso di uno gassoso,
>>
>>
>> Beh non sempre, le vecchie navi a vapore che bruciavano
>> bunker (olio pesante o nafta) dovevano preriscaldarlo prima
>> di spruzzarlo in caldaia.
>
> Definire liquido una densa crema mi pare un po' eccessivo:
> Il riscaldmento e' necessario proprio per portarlo
> allo stato liquido.


Fisicamente è un liquido *molto* viscoso, come p.es. il miele.

Non è certo un solido.
Il budino è solido, sia pur "mollo".


--
E-S °¿°
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Qui è Usenet, non è il Web!
Soviet_Mario 9 Ott 2017 00:03
Il 08/10/2017 21:51, ADPUF ha scritto:
> Roberto Deboni DMIsr 10:31, domenica 8 ottobre 2017:
>> On 07/10/17 21:32, ADPUF wrote:
>>> Soviet_Mario 12:11, sabato 7 ottobre 2017:
>>>
>>>>> Queste bombole, hanno di bello che in caso di rottura
>>>>> non si ha evento esplosivo da pressione, ma la rottura e'
>>>>> preceduta dalla formazione di crepe/fessure che scaricano
>>>>> la pressione in modo meno catastrofico (ovviamente rimane
>>>>> il rischio di combustione esplosiva del gas fuoriuscito,
>>>>> ma anche la benzina e' fettente quando si sparge, specie
>>>>> in agosto).
>>>>
>>>> su questo sono d'accordo : il combustibile liquido è più
>>>> pericoloso di uno gassoso,
>>>
>>>
>>> Beh non sempre, le vecchie navi a vapore che bruciavano
>>> bunker (olio pesante o nafta) dovevano preriscaldarlo prima
>>> di spruzzarlo in caldaia.
>>
>> Definire liquido una densa crema mi pare un po' eccessivo:
>> Il riscaldmento e' necessario proprio per portarlo
>> allo stato liquido.
>
>
> Fisicamente è un liquido *molto* viscoso, come p.es. il miele.
>
> Non è certo un solido.
> Il budino è solido, sia pur "mollo".
>

il problema non è la viscosità qui, ma la pressione di
vapore della miscela (e la suscettibilità alla pirolisi),
variabili a cui è correlato il flash point e più
genericamente l'infiammabilità.
Nel catrame, anche bello fuso, ci puoi spegnere dentro una
torcia, idem nella cera fusa. Farlo nella benzina non
funziona molto bene.

>


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
Bruno Van Dyck 9 Ott 2017 10:27
sabato 07/10/2017 09:44:16 Roberto Deboni DMIsr in
<yN-dnfoOn-zsGEXEnZ2dnUU78YnNnZ2d@giganews.com> scrisse :

> Un 45 litri pesa solo 52 kg ed a 200 bar (le bombole sono da 250 bar)

>
<http://www.steelheadcomposites.com/wp-content/uploads/2017/08/CNG-Brochure.pdf>

Mi meraviglio di lei, caro Roberto, sempre pronto a lamentarsi che in
Italia non si fa quello che andrebbe fatto, poi mi cita un produttore
americano, ignorando l'eccellenza nostrana (fornitore anche BMW e VW):
http://www.faber-italy.com/cng.htm#hoop
Le type 4 arrivano a pesare 0,29kg/lt contenuto (200 bar operativi)
E ci sono anche quelle per idrogeno, collaudate a 1000 bar (700
operativi).
http://www.faber-italy.com/list/hydrogen_l.asp
http://www.faber-italy.com/faber-hydrogen-laboratory.htm

> 35 bar e' decisamente meglio di 200 bar anche se mancano
> dati per capire come e' il rapporto peso/volume gas.

Se già a 200 bar 'si "perde" il bagagliaio', figurarsi a 35.
O si trova il modo¹ di "liquefare" a t/p ambiente, con qualche 'legante'
da separare e recuperare in fase d'utilizzo, o non vedo altra strada che
compressioni sempre più spinte (e conseguentemente costose).


____
¹ Da ignorante chimico, mi verrebbe da ipotizzare cha la soluzione sia in
un processo reversibile di concatenazione a potenze di 2 della molecola
del metano. In 'raffineria' si concatena (2-4-8), in utilizzo si scompone
a cicli successivi fino a riavere il metano da avviare a combustione.

--
#201815

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