Enerji yoğunluğu

Enerji yoğunluğu birim hacim başına belirli bir sistemde saklanan enerji miktarıdır. Genelde, yalnızca kullanılabilir ya da elde edilebilir enerji miktarı göz önüne alınır. Bir başka deyişle, örneğin durağan kütlenin enerjisi ihmal edilir.[1]

Yakıtlar için, birim hacim başına enerji kullanışlı bir parametredir. Örneğin, hidrojen yakıtı ile benzin kıyaslanırsa, hidrojen daha yüksek özgül enerjiye sahip iken, daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptir (sıvı halde iken dahi).

Birim hacim başına enerji birimi, basınç ile aynı fiziksel birime sahiptir ve çoğu durumda bununla eşanlamlı olarak da kullanılabilir: örneğin, bir manyetik alanının enerji yoğunluğu basınç olarak ifade edilir.

Yakıt ve enerji depolamada enerji yoğunluğu
Enerji yoğunluğu değerleri

Enerji depolama uygulamalarinda enerji yogunlugu depo agirligi ile depo hacmini birbiri ile baglantilandirir, or. yakit tankinda. Yuksek enerji yogunluklu yakit ile, ayni hacim miktari için daha fazla enerji depo edilebilir ve tasinabilir. Bir yakitin birim kutle basina dusen enerji yogunlugu, yakitin ozgul enerjisi olarak tanımlanır.

Madde, kutlesi ile en buyuk enerji kaynagidir. Bu enerji, E=mc^2 formulu ile gosterilir (m=ρV; ρ maddenin yogunlugu; V kutlenin hacmi ve c isik hizidir.) Bu enerji ancak nukleer fizyon veya fuzyon ile serbest kalabilir. Nukleer tepkimeler ise kimyasal tepkimelere (or. yanma) benzetilemez.

Gercek enerji yogunluklari

Bu tablo This table gives the energy density of a complete system, including all required external components, such as oxidisers or heat sources. 1 MJ ≈ 0.28 kWh ≈ 0.37 HPh.

Energy Densities Table - Complete System
Depolama turu Ozgul energy (MJ/kg) Energy density (MJ/L) Specific energy density (Pm·kg/s4) Peak recovery efficiency % Practical recovery efficiency %
Indeterminate matter and antimattere10 8.9876 ≈8.9876e10e25 5 5e25[2]e36 5 5e36
Deuterium-tritium fusion576,000,000
Uranium-235 used in nuclear weapons&88,250,000
Natural uranium (99.3% U-238, 0.7% U-235) in fast breeder reactor&86,000,000[3]
Reactor-grade uranium (3.5% U-235) in light water reactor&3,456,00030%
Pu-238 α-decay&&2,200,000
Hf-178m2 isomer&&1,326,000&17,649,060e13 2.340 2.340e13
Natural uranium (0.7% U235) in light water reactor&&&&443,00030%
Ta-180m isomer&&&&&41,340&&&&689,964e10 2.852 2.852e10
Zip fuel&&&&&&&&+70
Specific orbital energy of low Earth orbit (approximate)&&&&&&&&+33
Beryllium and oxygen&&&&&&&&+23.9[4]
Lithium and fluorine&&&&&&&&+23.75
Octaazacubane (potential explosive)&&&&&&&&+22.9[5]
Dinitroacetylene explosive - computed&&&&&&&&&+9.8
Octanitrocubane explosive&&&&&&&&&+8.5[6]&&&&&&&&+16.9[7]&&&&&&&+144
Tetranitrotetrahedrane explosive - computed&&&&&&&&&+8.3
Heptanitrocubane explosive - computed&&&&&&&&&+8.2
Sodium (reacted with chlorine)&&&&&&&&&+7.0349
Hexanitrobenzene explosive&&&&&&&&&+7[8]
Tetranitrocubane explosive - computed&&&&&&&&&+6.95
Ammonal (Aluminium and NH4NO3 oxidizer)&&&&&&&&&+6.9&&&&&&&&+12.7&&&&&&&&+88
Tetranitromethane and hydrazine bipropellant - computed&&&&&&&&&+6.6
Nitroglycerin&&&&&&&&&+6.38[9]&&&&&&&&+10.2[10]&&&&&&&&+65.1
ANFO-ANNM&&&&&&&&&+6.26
Octogen (HMX)&&&&&&&&&+5.7[9]&&&&&&&&+10.8[11]&&&&&&&&+62
TNT [12]&&&&&&&&&+4.610&&&&&&&&&+6.92&&&&&&&&+31.9
Copper thermite (aluminium and CuO as oxidizer)&&&&&&&&&+4.13&&&&&&&&+20.9&&&&&&&&+86.3
Thermite (powdered aluminium and Fe2O3 as oxidizer)&&&&&&&&&+4.00&&&&&&&&+18.4&&&&&&&&+73.6
Hydrogen peroxide decomposition (as monopropellant)&&&&&&&&&+2.7&&&&&&&&&+3.8&&&&&&&&+10
Battery, lithium ion nanowire&&&&&&&&&+2.54 (claimed)&&&&&&&&+29&&&&&&&&+7495%[13]
Battery, lithium thionyl chloride (LiSOCl2)[14]&&&&&&&&&+2.5
Water 220.64 bar, 373.8 °C&&&&&&&&&+1.968&&&&&&&&&+0.708&&&&&&&&&+1.393
Kinetic energy penetrator&&&&&&&&&+1.9&&&&&&&&+30&&&&&&&&+57
Battery, hydrogen closed-cycle fuel cell[15] Şablon:Smn&&&&&&&&&+1.62
Hydrazine (toxic) decomposition (as monopropellant)&&&&&&&&&+1.6&&&&&&&&&+1.6&&&&&&&&&+2.7
Ammonium nitrate decomposition (as monopropellant)&&&&&&&&&+1.4&&&&&&&&&+2.5&&&&&&&&&+3.5
Thermal energy capacity of molten salt&&&&&&&&&+198%[16]
Molecular spring approximate&&&&&&&&&+1
Battery, sodium sulfur&&&&&&&&&+0.72[17]&&&&&&&&&+1.23&&&&&&&&&+0.8985%[18]
Battery, lithium-manganese[19][20]&&&&&&&&&+0.92 0.83-1.01&&&&&&&&&+2.035 1.98-2.09&&&&&&&&&+1.87 1.64-2.11
Battery, lithium ion[21][22]&&&&&&&&&+0.59 0.46-0.72&&&&&&&&&+2.215 0.83-3.6[23]&&&&&&&&&+1.3 0.38-2.695%[24]
Battery, lithium sulfur[25]&&&&&&&&&+1.80[26]&&&&&&&&&+1.80&&&&&&&&&+3.2
Battery, sodium nickel chloride, High Temperature&&&&&&&&&+0.56
Battery, silver oxide[19]&&&&&&&&&+0.47&&&&&&&&&+1.8&&&&&&&&&+0.85
Flywheel&&&&&&&&&+0.43 0.36-0.5[27][28]
5.56 × 45 mm NATO bullet&&&&&&&&&+0.4&&&&&&&&&+3.2&&&&&&&&&+1.3
Battery, nickel metal hydride (NiMH), low power design as used in consumer batteries[29]&&&&&&&&&+0.4&&&&&&&&&+1.55&&&&&&&&&+0.62
Battery, zinc-manganese (alkaline), long life design[19][21]&&&&&&&&&+0.495 0.4-0.59&&&&&&&&&+1.29 1.15-1.43&&&&&&&&&+0.630.46-0.84
Liquid nitrogen&&&&&&&&&+0.349
Water, enthalpy of fusion&&&&&&&&&+0.334&&&&&&&&&+0.334&&&&&&&&&+0.112
Battery, zinc bromide flow (ZnBr)[30]&&&&&&&&&+0.27
Battery, nickel metal hydride (NiMH), High Power design as used in cars[31]&&&&&&&&&+0.250&&&&&&&&&+0.493&&&&&&&&&+0.123
Battery, nickel cadmium (NiCd)[21]&&&&&&&&&+0.14&&&&&&&&&+1.08&&&&&&&&&+0.1580%[24]
Battery, zinc-carbon[21]&&&&&&&&&+0.13&&&&&&&&&+0.331&&&&&&&&&+0.043
Battery, lead acid[21]&&&&&&&&&+0.14&&&&&&&&&+0.36&&&&&&&&&+0.050
Battery, vanadium redox&&&&&&&&&+0.09&&&&&&&&&+0.1188&&&&&&&&&+0.01172.5% 70-75%
Battery, vanadium bromide redox&&&&&&&&&+0.18&&&&&&&&&+0.252&&&&&&&&&+0.04585% 80%–90%[32]
Capacitor, ultracapacitor&&&&&&&&&+0.019597 (max)[33]&&&&&&&&&+0.025568(max)[33]&&&&&&&&&+0.00100
Capacitor, supercapacitor&&&&&&&&&+0.0189.25% 80%–98.5%[34]54.50% 39%–70%[34]
Rubber strip motor&&&&&&&&&+0.01[35]
Superconducting magnetic energy storage&&&&&&&&&+0&&&&&&&&&+0.008[36]95.01% >95%
Capacitor&&&&&&&&&+0.002[37]
Neodymium magnet&&&&&&&&&+0.003[38]
Ferrite magnet&&&&&&&&&+0.0003[38]
Spring power (clock spring), torsion spring&&&&&&&&&+0.0003[39]&&&&&&&&&+0.0006&&&&&&&&&+0.00000018
Storage type Energy density by mass (MJ/kg) Energy density by volume (MJ/L) Specific energy density (Pm·kg/s4) Peak recovery efficiency % Practical recovery efficiency %

Kaynakça
  1. "Arşivlenmiş kopya". 2 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Haziran 2011.
  2. Assumes density of a neutron star
  3. "Facts from Cohen". Formal.stanford.edu. 26 Ocak 2007. 18 Kasım 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Haziran 2013.
  4. "The Heat of Formation of Beryllium Oxide1 - Journal of the American Chemical Society (ACS Publications)". Pubs.acs.org. 1 Mayıs 2002. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  5. "Besides N2, What Is the Most Stable Molecule Composed Only of Nitrogen Atoms?† - Inorganic Chemistry (ACS Publications)". Pubs.acs.org. 28 Mayıs 1996. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  6. "Arşivlenmiş kopya". 5 Ocak 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  7. "Octanitrocubane - Wikipedia, the free encyclopedia". En.wikipedia.org. 8 Ekim 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  8. "Arşivlenmiş kopya". 5 Ocak 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  9. "Chemical Explosives". Fas.org. 30 Mayıs 2008. 27 Mayıs 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  10. Česky. "Nitroglycerin - Wikipedia, the free encyclopedia". En.wikipedia.org. 11 Aralık 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  11. Česky (1 Mayıs 2010). "HMX - Wikipedia, the free encyclopedia". En.wikipedia.org. 7 Kasım 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  12. Kinney, G.F. (1985). Explosive shocks in air. Springer-Verlag. ISBN 3-540-15147-8.
  13. "Nanowire battery can hold 10 times the charge of existing lithium-ion battery". News-service.stanford.edu. 18 Aralık 2007. 7 Ocak 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  14. "Lithium Thionyl Chloride Batteries". Nexergy. 24 Şubat 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  15. "The Unitized Regenerative Fuel Cell". Llnl.gov. 1 Aralık 1994. 24 Şubat 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  16. "Technology". SolarReserve. 1 Şubat 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  17. "New battery could change world, one house at a time". Heraldextra.com. 4 Nisan 2009. 17 Ekim 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  18. "Energy Citations Database (ECD) - - Document #5960185". Osti.gov. 14 Şubat 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  19. "ProCell Lithium battery chemistry". Duracell. 7 Eylül 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Nisan 2009.
  20. "Properties of non-rechargeable lithium batteries". corrosion-doctors.org. 29 Nisan 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Nisan 2009.
  21. "Battery energy storage in various battery types". AllAboutBatteries.com. 21 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Nisan 2009.
  22. A typically available lithium ion cell with an Energy Density of 201 wh/kg 1 Aralık 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  23. "Lithium Batteries". 8 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2010.
  24. Justin Lemire-Elmore (13 Nisan 2004). "The Energy Cost of Electric and Human-Powered Bicycles" (PDF). s. 7. 13 Eylül 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Şubat 2009. Table 3: Input and Output Energy from Batteries
  25. "Lithium Sulfur Rechargeable Battery Data Sheet" (PDF). Sion Power, Inc. 28 Eylül 2005. 28 Ağustos 2008 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  26. Kolosnitsyn, V.S. (2008). "Lithium-sulfur batteries: Problems and solutions". Russian Journal of Electrochemistry. Cilt 44. Maik Nauka/Interperiodica/Springer. ss. 506-509. doi:10.1134/s1023193508050029.
  27. "Storage Technology Report, ST6 Flywheel" (PDF). 14 Ocak 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  28. "Next-gen Of Flywheel Energy Storage". Product Design & Development. 4 Eylül 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mayıs 2009.
  29. "Advanced Materials for Next Generation NiMH Batteries, Ovonic, 2008" (PDF). 4 Ocak 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  30. "ZBB Energy Corp". 15 Ekim 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011. 75 to 85 watt-hours per kilogram
  31. "High Energy Metal Hydride Battery" (PDF). 30 Eylül 2009 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  32. "Microsoft Word - V-FUEL COMPANY AND TECHNOLOGY SHEET 2008.doc" (PDF). 22 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
  33. "Nesscap Data Sheet" (PDF). Nesscap.com. 8 Nisan 2020 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Şubat 2011.
  34. "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 22 Temmuz 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  35. various modelling sources quote ‘4,000 ft-lb/lb'
  36. "Arşivlenmiş kopya". 16 Şubat 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  37. "Arşivlenmiş kopya". 6 Ekim 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  38. "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 13 Mayıs 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Haziran 2011.
  39. "Garage Door Springs". Garagedoor.org. 13 Ekim 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mayıs 2010.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.