Gęstość energii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Gęstość energii – ilość energii znajdującej w określonej objętości lub masie. Znaczenie tego terminu zależy od kontekstu, który określa w jaki sposób ta energia może zostać wydobyta – np. przez spalanie czy przeprowadzenie reakcji jądrowej.

Ponieważ samo wydobycie energii nigdy nie odbywa się ze 100% sprawnością, gęstość energii nie określa jednoznacznie efektywności danego jej źródła. Zasady termodynamiki nakładają fundamentalne ograniczenia na efektywność wszelkiego rodzaju urządzeń przetwarzających energię. Dodatkowymi czynnikami wpływającymi na efektywność mogą być koszty transportu energii, rafinacji paliw, utylizacji odpadów itp.

Rzeczywiste gęstości energii[edytuj | edytuj kod]

Poniższa tabela zawiera gęstości energii różnych jej źródeł, przy uwzględnieniu wszystkich elementów procesu.

Typ źródła energii Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/L)
Anihilacja 89 876 000 000
Fuzja wodoru w Słońcu 645 000 000
Energia kinetyczna ciała o prędkości 10% prędkości światła 450 000 000
Fuzja deuter-tryt 337 000 000
Rozszczepienie uranu (100% U-235) 88 250 000 1 500 000 000
Naturalny uran (99,3% U-238, 0,7% U-235) w reaktorze powielającym[1] 24 000 000
Uran wzbogacony (3,5% U-235) w reaktorze jądrowym 3 456 000
Naturalny uran (0,7% U-235) w reaktorze jądrowym 443 000
Energia kinetyczna komety uderzającej w Ziemię (minimalna)[2] 140
Energia kinetyczna meteoroidu uderzającego w Ziemię (minimalna)[3] 63
Energia potencjalna satelity Ziemi (na niskiej orbicie) 33
Trotyl[4] 4,610 6,92
Nanoakumulator[5] 2,54
Akumulator litowy (LiSOCl2)[6] 2,5
Akumulator fluorowo-jonowy[7] 1,7 2,8
Ogniwo paliwowe[8] 1,62
Ciekła sól, jako zbiornik energii (w przybliżeniu) 1
Akumulator sodowo-siarkowy[9] 1,23
Ciekły azot, jako zbiornik energii[10] 0,77 0,62
Akumulator litowo-jonowy[11] 0,54 0,9
Koło zamachowe, jako zbiornik energii (maksymalna uzyskiwana) 0,5
Pocisk karabinowy (5,56 x 45 mm NATO) 0,4 3,2
Ciepło topnienia lodu 0,335 0,335
Akumulator cynkowo-bromowy[12] 0,27
Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy[13] 0,250 0,493
Akumulator niklowo-kadmowy 0,14
Akumulator kwasowo-ołowiowy 0,09
Superkondensator[14] 0,0206 0,050
Kondensator[15] 0,002
Woda w zbiorniku na wysokości 100 m 0,001 0,001
Sprężyna[16] 0,0003 0,0006
Typ źródła energii Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/L)

Gęstości energii bez uwzględniania utleniaczy[edytuj | edytuj kod]

Poniższa tabela zawiera gęstości energii paliw, które wymagają zewnętrznych utleniaczy, takich jak tlen. Podane liczby nie uwzględniają masy ani objętości tlenu biorącego udział w reakcji. W większości zastosowań można zakładać że jest on dostępny w dowolnych ilościach w atmosferze. Podane objętości paliw gazowych dotyczą temperatury pokojowej i ciśnienia 1000 hPa.

Typ źródła energii Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/L)
Ciekły wodór 143 10,1
Gazowy wodór 143 0,01079
Beryl 67,6 125,1
LiBH4 65,2 43,4
Bor[17] 58,9 137,8
Metan 55,6 0,0378
Gaz ziemny[18] 53,6 10,0
LPG propan[19] 49,6 25,3
LPG butan[19] 49,1 27,7
Benzyna[19] 46,4 34,2
Polipropylen[20] 46,4 41,7
Polietylen[20] 46,3 42,6
Ropa naftowa 46,3 37,0
Olej napędowy[19] 46,2 37,3
Lit 43,1 23,0
Kerozyna[21] 42,8 33,0
Biodiesel 42,2 33,0
Dimetylofuran[22] 42,0 37,8
Polistyren[20] 41,4 43,5
Metabolizm kwasów tłuszczowych 38,0 35,0
E85 (85% etanol, 15% benzyna) 33,1 25,6
Grafit (100% węgla) 32,7 72,9
Antracyt (97% węgla) 32,5 72,4
Krzem[23] 32,2 75,1
Aluminium 31,0 83,8
Etanol 30,0 24,0
Magnez 24,7 43,0
Bitumy[24] 24,0 20,0
PET[25] 23,5
Metanol 19,7 15,6
Hydrazyna 19,5 19,3
Amoniak 18,6 11,5
PVC[20] 18,0 25,2
Brykiety[26] 17,7
Metabolizm cukrów[27] 17,0 26,2
Wapń 15,9 24,6
Wysuszony kał krowi[28] 15,5
Węgiel brunatny (65% węgla) 14,0
Sód 13,3 12,8
Torf 12,8
Odpady gospodarstw domowych[29][30] 8,0
Drewno 6,0
Cynk 5,3 38,0
Teflon 5,1 11,2
Żelazo 5,2 40,7
Akumulator cynkowo-powietrzny 1,33
Typ źródła energii Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg) Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/L)

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Energy Conversion
  2. Jest to też minimalna energia potrzebna do opuszcznia Układu Słonecznego, startując z powierzchni Ziemi i poruszając się zgodnie z ruchem orbitalnym Ziemi.
  3. Jest to też minimalna energia potrzebna do opuszcznia pola grawitacyjnego Ziemi.
  4. G.F.Kinney, K.J. Graham, Explosive shocks in air, Springer-Verlag, 1985, ISBN 3-540-15147-8
  5. Nanowire battery can hold 10 times the charge of existing lithium-ion battery
  6. Lithium Thionyl Chloride Batteries - Nexergy
  7. http://istc.ru/istc/sc.nsf/html/projects.htm?open&id=2729
  8. The Unitized Regenerative Fuel Cell
  9. http://worldenergy.org/wec-geis/publications/default/tech_papers/17th_congress/3_3_05.asp
  10. C. Knowlen, A.T. Mattick, A.P. Bruckner and A. Hertzberg, "High Efficiency Conversion Systems for Liquid Nitrogen Automobiles", Society of Automotive Engineers Inc, 1988.
  11. http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2763
  12. ZBB Energy ::
  13. http://www.movitrom.com/files_pdf/baterias/saft/NHE_en.pdf High Energy Metal Hydride Battery
  14. Maxwell Technologies: Ultracapacitors - BCAP3000
  15. http://www.doc.ic.ac.uk/~mpj01/ise2grp/energystorage_report/node9.html
  16. Garage Door Springs
  17. Boron: A Better Energy Carrier than Hydrogen? (28 February 2009)
  18. http://www.natural-gas.com.au/about/references.html Natural Gas
  19. 19,0 19,1 19,2 19,3 List of common conversion factors (Engineering conversion factors).
  20. 20,0 20,1 20,2 20,3 http://www.aquafoam.com/papers/selection.pdf
  21. Energy Density of Aviation Fuel
  22. Production of dimethylfuran for liquid fuels from biomass-derived carbohydrates : Abstract : Nature
  23. http://dbresearch.com/PROD/DBR_INTERNET_EN-PROD/PROD0000000000079095.pdf
  24. Energy Density of Coal
  25. http://payne-worldwide.com/pdfs/Elite_bloc_msds.pdf
  26. http://www.bnm.ie/files/20061124040716_peat_for_energy.pdf Peat for Energy
  27. http://www.ebikes.ca/sustainability/Ebike_Energy.pdf
  28. energy buffers
  29. http://home.hccnet.nl/david.dirkse/math/energy.html energy buffers
  30. Biffaward - Downloads and Links