Монореактивный путь для получения электроэнергии и тяги с использованием только водорода?

В космических инженерах водород используется в качестве топлива как для движения, так и для выработки электроэнергии (через водородный двигатель и водородный двигатель соответственно). Мне это кажется нереальным, и я подумываю о создании мода для игры, который изменяет эти пути, чтобы более точно отображать химию и физику реального мира.

Поэтому мне любопытно, является ли это упрощением для целей разработки/баланса игры, или существуют действительные, жизнеспособные средства для извлечения работы из исходного сырья чистого H2.

Таким образом, поведение:

  • Тяга — двигатели потребляют небольшое количество водорода во время простоя, а затем гораздо больше для создания тяги. Никакого другого входа в систему не требуется (даже электроэнергии, хотя из-за приведенной ниже схемы можно предположить, что здесь делается то же самое для выработки энергии). Потребление H2 люминесцентно и достаточно, чтобы нанести ущерб, если он находится достаточно близко к выхлопному соплу и находится на одной линии с ним, поэтому я предполагаю, что это не просто выпуск сжатого газа в космос.
  • Электроэнергия. Водород потребляется для производства электроэнергии, сам водородный двигатель выглядит как поршневой двигатель внутреннего сгорания, что, очевидно, не является смоделированным поведением (для которого потребуется кислород), но существует ли какой-либо законный путь только для водорода? Сам водород можно извлечь из льда, используя 10% энергии, которую в результате дает водород в этом двигателе.

Предполагая, что я прав, что ни один из них не имеет реального физического смысла, каков наиболее массоэффективный путь производства энергии в обеих формах с использованием любого (или любой комбинации) следующих доступных материалов в качестве реагентов или катализаторов?

  1. Кислород
  2. Железо
  3. кобальт
  4. Кремний
  5. никель
  6. Магний
  7. Серебро
  8. Золото
  9. Платина
  10. Уран
  11. Гравий (пустая порода, дайте мне знать, какой обычный материал вы предполагаете использовать для своих целей)
  12. Электричество
  13. Нагревать
Это работает, но требует компактной модульной технологии водородного синтеза. Даже не ДТ-фузионный, а ПП-фузионный!
@PcMan Насколько я понимаю, для запуска реакции синтеза требуется достаточное количество электроэнергии, чтобы запустить ее, не так ли? Или эта цена ничтожна по сравнению с энергией, выделяемой в первые моменты реакции?
Что такое нереальная часть? Водород можно как сжигать (процессы окисления, которые могут создавать тягу), так и использовать для производства электроэнергии при обратном электролизе в водородных элементах. Хотя тяга, насколько я знаю, не велика. Редактировать: быстрый поиск в гугле и вакансии, согласно заявлению НАСА, могут запустить ракету в космос.
Есть некоторые исследования, которые предполагают, что металлический водород может быть стабильным и может использоваться в качестве чрезвычайно мощного монотоплива, например, iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/215/1/012194 . успешно синтезирован, неизвестно, правда ли это.
@Trioxidane Для процесса окисления требуется кислород. Система в ее нынешнем виде сжигает чистый водород и ничего больше. Если бы ему также был нужен кислород, я бы с вами согласился.
Горение – это реакция окисления. Так что, если они говорят горение, у них должен быть окислитель. Если нет, то не горит. Поскольку это единственная молекула, она не может расщепляться дальше для высвобождения энергии, поэтому она бесполезна в качестве монотоплива. Если это проблема, то да, я полностью согласен, что нужно что-то еще, например, монотопливо или дополнительный кислород.
@Trioxidane Я не говорю «сжечь» в вопросе, это было сокращением в комментарии «употребить». (Гореть как в деньгах, а не как в горении). Но я чувствую, что они не используют кислород, потому что тот же лед, который вы электролизовали для топлива H2, вы также собирали O2 воздух для дыхания.
Вы можете исследовать реакцию между водородом и соляной кислотой sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0022508880901617

Ответы (3)

Давным-давно (в 1950-х годах) Роберт А. Хайнлайн использовал «одноатомный водород» — стабилизированный одноатомный водород (обычно хранящийся в виде жидкости, предположительно при криогенных температурах, хотя об этом никогда не упоминалось) в ряде своих романов и рассказов, действие которых происходит в та же вселенная, что и The Moon is a Harsh Mistress , The Rolling Stones и т. д. Он использовал ее в основном потому, что это была конечная реакционная масса для тепловой ракеты деления - самая легкая из возможных частиц выхлопа и не имеет стока энергии для диссоциации, следовательно, максимально возможная скорость истечения, а также (он постулировал) способность к катализируемой рекомбинации для работы в качестве «химического» монотоплива для двигателей ориентации и тому подобного.

Очевидно, что последний мог бы также вращать генератор через турбину или обеспечивать энергией тепловую машину, приводящую в действие генератор для производства электроэнергии. Single-H также будет хорошим вкладом в систему катализируемого синтеза, поскольку снова не будет необходимости обеспечивать энергию активации для диссоциации молекул, прежде чем они смогут быть синтезированы, а катализированный синтез полипропилена будет производить достаточный поток нейтронов, чтобы сделать быть слишком близко к реактору довольно опасно (не говоря уже о том, что это очень плохо для материалов, но игры часто не учитывают такие детали). В любом случае «сжигание» водорода путем синтеза — это давнее сокращение от научной фантастики, восходящее, по крайней мере, к рассказам Ларри Нивена « Известный космос» , начиная с 1960-х годов.

На самом деле моноводород невозможен в больших объемах, не так ли? В тот момент, когда он достигнет другого атома водорода, он объединится в H². Если он найдет что-то еще, он попытается привязаться к нему. Мне он кажется крайне нестабильным, так как малейшее отклонение от абсолютного нуля вызовет цепную реакцию. Хотя я не уверен, есть ли у H¹ электроны? Разве отсутствие одного не заставляет его объединяться?
Вот почему это научно-фантастическое решение, @Trioxidane.
Хайнлайна в 50-х НЕ было "давно". Я читал его в 50-х.
@JustinThymetheSecond Все, что было до моего рождения (конец 1959 года, сразу после празднования гавайской государственности), было «давным-давно»…
Тогда ваши родители, должно быть, были древней историей. Подождите, это делает меня "древней историей".
@JustinThymetheSecond Одна человеческая жизнь (в конце концов, мне уже за 60) — это «давно». И нет, древняя история - это конкретный период (римская эпоха и старше, более-менее). Однако в наши дни «история» начинается с того, что произошло после того, как я бросил колледж. Никсон в отставку, чек. Билли Бир, да. Шутка Рейгана на камеру про бомбардировщики, без вопросов. Я ехал на работу, когда 11 сентября первый самолет врезался в башню. История не обязательно должна быть древней.
@Zeiss Ikon Когда я преподавал историю, я сказал своим ученикам: «Когда я учился в старшей школе, мне никогда не приходилось узнавать о кубинском ракетном кризисе, холодной войне или высадке на Луну на уроках истории». Они спрашивали: «Почему?» Я сказал им: «Потому что этого еще не было». Спросите своих внуков, что такое «древняя история». (Без заглавных букв «а», «з») Все относительно.

Слияние ионов водорода. Это объясняет свечение. Радиация! Ваш двигатель вырабатывает энергию за счет синтеза водорода. Это не особенно экзотическая научная фантастика. https://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power#Дейтерий,_тритий

Ионно-водородный двигатель. Здесь также нет ничего слишком резкого. https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_thruster Ваш термоядерный двигатель любит тяжелые изотопы водорода, которые оставляют вам 99% обычного водорода. Разбейте его на ионы, ускорьте их с помощью магнитного поля до 0,9с, используя свою энергию, и выбросьте его обратно! Ву! Увеличить!

кислород

(...) каков наиболее массоэффективный путь производства энергии в обеих формах с использованием любого (или любой комбинации) следующих доступных материалов в качестве реагентов или катализаторов?

Кислород используется как для сжигания, так и для производства электроэнергии. В обоих случаях водород соединяется с кислородом и способен освободить электрон из-за связи. Хотя результат один и тот же, вода высвобождает энергию по-разному. Кислород — самый легкий из группы, с которой может сочетаться водород, поэтому он имеет наибольшее значение в соотношении массы и энергии. Очевидно, что при горении вам нужно тепло в качестве «катализатора».

Правильно ли я предполагаю, что для эффективного использования реакции H2+O2 для получения энергии вам нужно добавить именно тот O2, который был электрически разделен, чтобы изолировать H2? Сделать процесс как энергетически отрицательным в обе стороны (хотя и значительно уменьшить размер оборудования, которое необходимо перемещать), так и сделать необходимым какой-то другой источник для жизнеобеспечения O2?
@WilliamWalkerIII, вы правы, сэр. Поездка туда и обратно всегда будет энергетически отрицательной, что бы вы ни использовали. Водород предназначен для временного хранения энергии. Подобно тому, как когда-то производился уран, сохраняя часть энергии солнца в своих сложных связях. Если вы создаете водород, вам нужно вернуть точное количество O2 с идеальным окислением. Как и в случае с другими источниками, для жизнеобеспечения требуется дополнительное количество O2. Хотя вы могли бы изучить Hydrogen 3. Это может быть монотопливо, но я не уверен.
Монореактивный путь для получения электроэнергии и тяги с использованием только водорода?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v