:: صفحه اصلي درباره جزيره نقشه ارتباط با ما جستجو بهترين‌ها ::
بخش‌های اصلی
ایران‌شناسی::
آموزش و پرورش::
دانش و زندگی::
زمین‌شناسی::
زیست‌شناسی::
رایانه و اینترنت::
شیمی و علم مواد::
فناوری و مهندسی::
فیزیک و اخترشناسی::
از کارشناس بپرس::
کوتاه و خواندنی::
سخن تصویر::
::
پیام شما
سلام من علی هستم 14 ساله خواستم تشکر کنم چون جواب سوال‌های معلم علوم مدرسمون رو تونستم جواب بدم خیلی ممنون
من آرزو وخواهرم آناهیتا از چادگان اصفهان، سایت شما را بسیار دوست داریم

فاطمه امیری: من همیشی به سایت شما سر می زنم سایت خیلی خوبی دارید


مائده و مهرناز از زنجان: ممنون از سایت خوبتون


فاطمه  وجدانی از قم: خیلی از برنامه هاتون خوشم آمد و از آن ها خیلی استفاده کردم

آوین احمدی از تهران: سایت خیلی خوب و مفیدی دارید. مرسی که نقاشی مامانم رو روی قالب وبتون قرار دادید. مطلب های علمی خوبی هم که میذارید خیلی ممنون داره.

مجمدامین نیشابوری: سلام من14سالمه ممنون از مطالبتون. باهاش یک روزنامه دیواری عالی درست کردم.

شیوا از اهواز: من کلاس ششم هستم. از کلاس دوم جزیره را دنبال می کنم. ممنون از این همه زحمتتون. می خوام از خانم رضایی گلم که خیلی دوستش دارم، تشکر کنم.
کوثر از اهواز: این سایت بسیار عالی است. من 4ساله رفت وآمد دارم. امیدوارم با گذاشتن مطالب بیشتر طرفداران بیشتری را جذب کنید!

حسن از طارم زنجان :سلام من کلاس ششم هستم ولی در کلاس سوم با این سایت آشنا شدم خیلی سایت خوبی است.

فاطمه: من همکنون کلاس چهارم میخونم وتوی کلاس دوم سایت شمارو پیدا کردم واقعا سایت خوبی دارین ممنون

ائلیار: 7 سالمه به بابام گفتم این نامه رو به شما بفرسته. من از دایناسورها خیلی خوشم میاد. از بازی‌هاتون، نقاشی‌ها از همه چیز سایتتون خوشم اومده از شما خیلی خیلی تشکر می‌کنم.
مهدیس: این سایت یک جزیره نیست. بلکه یک دنیا اطلاعات است. من از همه ی شما از ته دل سپاس گزارم . ممنون

من فاطیما هستم . 9 سالمه. امروز سایت شما را در مجله رشد پیدا کردم. خیلی خوب بود.

نرگس: ممنون از سایت خوبتون. من با مطالبتون یه روزنامه دیواری توپ درست کردم.

سعیده: اسم خواهرم تامیتا است ما سایتتون رو خیلی دوست داریم مخصوصا کوتاه و خواندنی رو

سارا و ساغر: سایتتون رو دوست داریم

ستاره: یازده سالمه، من خیلی جزیره دانش را دوست دارم
آرینا: یازده سالمه. سایت جزیره ی دانش را دوست دارم . هر موقع دختر خاله ام سارینا به خانه ی ما میاد باهم به این سایت می آییم.
ملیکا: 6ساله هستم. با کمک دختر عمو ستاره توانستم این نامه را بنویسم . سایت شما خیلی خیلی قشنگه. از شما تشکر می کنم . دختر عموستاره که دانشجو هست از این سایت خیلی استفاده کرد.
شیرین: سایت جزیره ی دانش خیلی خوب است . من الان کلاس پنجم هستم وقتی کلاس سوم بودم از طریق مجله های رشد دانش آموز با سایت شما آشنا شدم . ممنونم
عرفان: 9ساله هستم. از شما خیلی تشکر می کنم به خاطر این بانک اطلاعات (سایت جزیره دانش).
لانا: جزیره دانش عالی ممنون ازشما
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
آخرین مطالب سایر بخش‌ها
:: بیایید باکتری بخوریم
:: یخچال ایرانی، نوآوری ایرانی
:: چرخه سوخت هسته‌ای
:: ناسا پایین‌ترین دمای جهان را می‌آفریند
:: 9 نکته درباره بچه‌ها که ممکن است ندانید
:: جلوگیری از سرطان با غذاهای سبز
:: گرمای لپ‌تاپ بر قدرت باروری اثری ندارد
:: مجموعه‌ی 6 جلدی گفت‌وگو درباره‌ی انرژی منتشر شد
:: نقش کتابخانه‌های دیجیتال چندرسانه‌ای در پیشرفت آموزش
:: چه چیزی دختران را دختر می‌سازد؟
نظرسنجی
كدام را بيشتر مي‌پسنديد
تازه‌هاي علوم و فنون
تاريخ و فرهنگ ايران
دانش‌نامه‌ي جزيره
ويژه‌هاي آموزگاران
جزيره‌ي كودكان
معرفي پايگاه اينترنتي
از كارشناس بپرس
   
عضو جزیره شوید

کاربران گرامی: برای دریافت خبرنامه‌ی جزیره در فهرست دوست‌داران جزیره ثبت نام کنید.  

 فرم ثبت نام 

آخرین مطالب جزیره

برای دریافت آخرین مطالب جزیره در رایانه شخصی یا پایگاه خود روی این دکمه UniRSS کلیک کنید.

برای اطلاعات بیش‌تر، راهنمای RSS برنامه را ببینید.

سالارکتاب
سالارکتاب
با کتاب‌های سالاری آشنا شوید
:: سنگی که می جوشد ::
 | تاریخ ارسال: ۱۳۸۳/۷/۱۴ | مترجم: آقاي سلیمان فرهادیان | 

تصور کنید برای سوخت گیری خودرویتان به جایگاه سوخت رسانی نزدیک شده اید . دهانه لوله سوخت رسانی را به مخزن سوخت خودرو وارد کرده اید، اما سوختی که مصرف می کنید، از نوع سوخت های متداول نیست بلکه هیدروژن است؛ گازی بی رنگ و بی بو که از سوختن آن فقط بخار آب حاصل می شود که سریع و بدون هیچ خطری در محیط اطراف پراکنده می شود. برای نزدیک شدن به این رویای دست یافتنی باید به تحقیقات فضایی امیدوار باشیم.

AWT IMAGE

هیدروژن فراوان ترین عنصر طبیعت است و هر کیلوگرم از آن تقریباً سه برابر همان مقدار بنزین انرژی آزاد می کند. پس جای تعجب نیست که دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کرد. ده ها شرکت از جمله بزرگ ترین شرکت های سازنده خودرو، موتورهایی را طراحی کرده اند که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می کنند. این موتورها به موتورهای احتراق داخلی که ما امروزه به طور گسترده ای از آنها استفاده می کنیم شباهت زیادی دارند. اما برای این که بتوانیم از این فناوری جدید در زندگی روزمره استفاده کنیم، لازم است دانشمندان راهی برای ذخیره سازی و انتقال ایمن هیدروژن پیدا کنند که از لحاظ هزینه به صرفه و با هزینه های استفاده از بنزین قابل مقایسه باشد.

انجام این کار چندان هم آسان نیست. گاز هیدروژن سبک و فرار است. مولکول های کوچک H2 از طریق روزنه ها و شکاف ها و همچنین از طریق بست ها و شیرها به سرعت نشت می کنند و پس از خارج شدن خیلی زود تبخیر می شوند. هیدروژن چهار برابر از متان و ده برابر از بخارهای بنزین سریع تر نفوذ می کند. این مسئله در مورد حفظ ایمنی دستگاه از اهمیت بسیار زیادی دارد، چرا که قطره های هیدروژن به سرعت تبخیر می شوند، در محیط پراکنده می شوند و  ایمنی سیستم را به خطر می اندازند. این مسئله می تواند برای هر کسی که می خواهد گاز هیدروژن را ذخیره کند، دردسر ساز شود.

هیدروژن مایع بسیار متراکم است و ذخیره سازی آن آسان به نظر می رسد. با وجود این ذخیره کردن آن می تواند مشکلاتی را نیز به همراه داشته باشد. هیدروژن حدوداً در دمای ۲۰ درجه کلوین (۲۵۳ درجه سانتی گراد) مایع می شود. نگهداری از یک مخزن پر از هیدروژن مایع نیازمند به دستگاه خنک کننده جانبی سنگینی نیاز دارد که در شرایط کنونی استفاده از این آن در خودروهای مسافربری معمولی مقدور نیست. هیدروژن مایع چنان سرد است که حتی می تواند باعث منجمد شدن هوا نیز شود. این امر می تواند به مسدود شدن شیرها و اتصالات منجر شود که افزایش ناخواسته فشار را به همراه دارد. البته ممکن است گفته شود برای مقابله با انجماد هوا از عایق کاری استفاده شود، اما این کار نیز مشکلاتی را در پی دارد که از جمله آنها می توان به افزایش وزن دستگاه ذخیره سازی سوخت اشاره کرد.

با این تفاسیر چگونه می توان بر مشکلات پیش رو غلبه کرد؟ ساده است: چند قطعه سنگ داخل مخزن سوخت قرار دهید. البته در این مورد نمی توان از سنگ های معمولی استفاده کرد بلکه باید از سنگ های ویژه ای که زئولیت (Zeolite) نام دارند استفاده کرد. زئولیت ها موادی از جنس سنگ هستند که بسیار متخلخل اند و به همین دلیل می توانند به عنوان اسفنج های مولکولی عمل کنند.

زئولیت ها در شکل کریستالی خود به صورت شبکه گسترده ای از حفره ها و شکاف های به هم پیوسته در نظر گرفته می شوند که بسیار شبیه کندوی زنبور عسل است. یک مخزن سوخت که در ساختار آن از این مواد کریستالی استفاده شود، می تواند گاز هیدروژن را «در حالت شبه مایع و بدون نیاز به سیستم های خنک کننده سنگین» به دام اندازد و در خود ذخیره کند.

نام زئولیت از کلمات یونانی «Zeo » به معنای جوشیدن و «lithos » به معنای سنگ مشتق شده است و معنای تحت اللفظی آن «سنگی که می جوشد» است. این نام را به این دلیل به این سنگ  اطلاق می کنند که هنگامی که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند، محتویات خود را خارج می کنند.

در ابتدا باید مقداری یون های با بار منفی به این زئولیت ها بیافزاییم. این یون ها مثل تشتک عمل می کنند( درست مثل درپوش دوات) و حفره های موجود در شبکه کریستالی را مسدود می کنند. می توان با حرارت دادن زئولیت به میزان بسیار جزیی یون ها را از مقابل این حفره ها به کناری راند. می توان زئولیت ها را از هیدروژن انباشته کرد و سپس دمای آن را به حالت عادی برگرداند، با این کار یون ها به جای قبلی خود بر می گردند و مانع خروج محتویات حفره ها می شوند.»

حدود ۵۰ نوع زئولیت مختلف با ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی متفاوت در طبیعت یافت می شود، گذشته از این شیمیدان ها روش ساختن مصنوعی تعداد دیگری از آنها را دریافته اند. کسانی که گربه دارند ممکن است با این مواد آشنایی داشته باشند. چرا که از این مواد به عنوان بو گیر در بستر حیوان استفاده می شود.

با استفاده از زئولیت های فعلی می توان مقدار اندکی هیدروژن ذخیره کرد و این مقدار کافی نیست. تصور کنید دیواره مخزن سوخت خودروی شما توسط سنگ های متخلخل و کریستالی پوشیده شده است و این سنگ ها حدود ۴۰ کیلوگرم وزن دارند. به جایگاه سوخت گیری مراجعه می کنید و متصدی جایگاه حدود ۵/۳ کیلوگرم هیدروژن را به مخزن پوشیده از زئولیت خودروی شما تزریق می کند. از لحاظ نظری این مقدار هیدروژن، هم از لحاظ وزنی و هم از لحاظ مقدار انرژی ذخیره شده در آن با مخزنی پر از بنزین برابر است. اما در عمل اندکی فرق می کند

اگر بتوان کریستال هایی از زئولیت تولید کرد که حدود ۶ تا ۶ درصد از وزن آنها را هیدروژن ذخیره شده تشکیل دهد، آن وقت یک مخزن زئولیتی پر از هیدروژن می تواند با یک مخزن معمولی پر از بنزین رقابت کند. اما بهترین زئولیت های موجود می توانند فقط ۲ تا ۳ درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند.

در سال ۱۹۹۵ ال ساکو با شاتل فضایی کلمبیا (STS-73) به فضا مسافرت کرد. هدف وی از این ماموریت این بود که بتواند زئولیت هایی با کیفیت بهتر در فضا تولید کند. در محیط های با گرانش کم، مواد با سرعت بسیار کمتری گرد هم جمع می شوند و این اثر باعث می شود کریستال های زئولیت به وجود آمده هم بزرگ تر باشند و هم نظم بیشتری داشته باشند.»

کریستال های زئولیت تولید شده در زمین بسیار کوچک هستند و ضخامت آنها حدود ۲ تا ۸ میکرون است. این مقدار حدود یک دهم ضخامت موی انسان است. اما کریستال هایی که ساکو توانست در فضا تهیه کند هم ده مرتبه بزرگ تر بودند و هم ساختار داخلی مناسب تری داشتند و این شروع مسرت بخشی بود.


مراحل بعدی کار را باید در ایستگاه فضایی بین المللی انجام داد. ساکو و همکارانش کوره تولید کریستال های زئولیت ساخته اند که در ابتدای سال ۲۰۰۲ در ایستگاه فضایی بین المللی نصب شد. کن بوور ساکس فرمانده یکی از ماموریت های ایستگاه فضایی بین المللی از این کوره برای تولید چند نمونه کریستال  استفاده کرده است. کن حین کار مجبور بود بعضی از مشکلات غیرمنتظره را که هنگام اختلاط محلول های لازم برای رشد کریستال ها به وجود می آمد؛ حل کند - این امر ارزش حضور انسان در هنگام آزمایشات فضایی را نشان می دهد.

متاسفانه، آزمایشات مربوط به این کریستال ها با سرعت کمتری به پیش می رود. ساکو می گوید در مرحله بعد باید کریستال های تولید شده در فضا را به زمین منتقل کرد و آزمایشات مربوطه را روی آنها انجام داد. البته وی خاطرنشان می سازد که هدف آنان تولید انبوه کریستال های زئولیت در فضا نیست، چرا که این کار - حداقل فعلاً - مقرون به صرفه نیست. وی می گوید ما فقط می خواهیم دریابیم آیا می توان زئولیت هایی را ساخت که بتوانند هفت درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند یا خیر؟ اگر بتوان این کار را در فضا انجام داد، آن وقت می توان با اتخاذ تدابیر ویژه ای دریافت که چگونه همین فرآیند را به گونه مشابهی در زمین انجام داد.

ساکو در تمام طول دوره انجام این تحقیقات در فکر تغییر مصرف سوخت و تحول جهانی از سوخت های فسیلی به سمت سوخت هیدروژنی بود. این رویای بزرگی است اما می توان به آن دست یافت. زئولیت ها می توانند به عنوان نکته کلیدی در بهره گیری از سوخت هیدروژن و رد شدن از سد مشکلات فناوری محسوب شوند. به زودی این ایده فراگیر خواهد شد، آن وقت احتمالاً کسی از شما خواهد پرسید: «آیا در این نزدیکی جایگاه سوخت هیدروژن وجود دارد؟»


Firsts Science

  
تسهیلات مطلب
سایر مطالب این بخش سایر مطالب این بخش
نسخه قابل چاپ نسخه قابل چاپ
ارسال به دوستان ارسال به دوستان


CAPTCHA code
::
دفعات مشاهده: 5830 بار   |   دفعات چاپ: 3045 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 473 بار   |   0 نظر
حق هر گونه نشر کاغذی و الکترونیک، برای جزیره‌ی دانش محفوظ است.
Persian site map - English site map - Created in 0.06 seconds with 52 queries by YEKTAWEB 3731