Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej PW

Termin aerozol w potocznym rozumieniu tego słowa oznacza urządzenie do rozpraszania substancji zapachowych w powietrzu. W nazwie tej kryje się sporo prawdy, gdyż z reguły urządzenia tego typu generują chmurę kropel, które odparowując rozprzestrzeniają substancje zapachowe. Chmura kropel zawieszonych w powietrzu tworzy układ zwany aerozolem, a więc stosowany skrót myślowy nie pozbawiony jest podstaw fizycznych. Aerozole są to układy koloidalne (gazozole), w których fazę ciągłą stanowi powietrze, a fazę rozproszoną cząstki ciała stałego lub krople cieczy. Podczas wdechu do organizmu wprowadzamy więc cząstki aerozolowe zawieszone w powietrzu, które mogą wywoływać niepożądane efekty zdrowotne. Jednocześnie zauważono, że aerozole mogą być wykorzystywane, jako środek leczniczy. Wdychanie dymów powstałych ze spalania ziół i okadzanie, praktykowane już 4000 lat temu, można potraktować, jako pierwotne formy aeroloterapii – gdzie lek wprowadzany jest do układu oddechowego w formie aerozolu. W trakcie wykładu poruszone zostaną zagadnienie związane z transportem i depozycją cząstek aerozolowych w układzie oddechowym człowieka. Omówione zostaną mechanizmy obronne układu oddechowego przed cząstkami oraz sposoby oczyszczania powietrza chroniące bezpośrednio nasz układ oddechowy. Poruszone zostaną również zagadnienia związane z projektowaniem urządzeń dozujących leki do układu oddechowego (inhalatorów).

W odpowiedzi na trwający wzrost globalnej populacji na świecie, stopniowe wyczerpywanie się surowców naturalnych oraz zmiany klimatyczne spowodowane szeroko pojętą działalnością człowieka, zobowiązani jesteśmy do podjęcia radykalnych zmian w podejściu do produkcji, dystrybucji, magazynowania oraz zarządzania energią, pochodzącą z naturalnych zasobów biologicznych naszej planety.

Jedną z obiecujących niekonwencjonalnych metod wytwarzania energii elektrycznej, której początki sięgają pierwszej połowy XIX wieku są tzw. ogniwa paliwowe. Są to urządzenia, które bezpośrednio zamieniają energię chemiczną paliwa w energię elektryczną, przy wykorzystaniu procesów utleniania oraz redukcji substratów.

Zasada działania ogniw paliwowych zostanie przedstawiona na przykładzie ogniwa niskotemperaturowego z membraną polimerową.

W odpowiedzi na trwający wzrost globalnej populacji na świecie, stopniowe wyczerpywanie się surowców naturalnych oraz zmiany klimatyczne spowodowane szeroko pojętą działalnością człowieka, zobowiązani jesteśmy do podjęcia radykalnych zmian w podejściu do produkcji, dystrybucji, magazynowania oraz zarządzania energią, pochodzącą z naturalnych zasobów biologicznych naszej planety.

Jedną z obiecujących niekonwencjonalnych metod wytwarzania energii elektrycznej, której początki sięgają pierwszej połowy XIX wieku są tzw. ogniwa paliwowe. Są to urządzenia, które bezpośrednio zamieniają energię chemiczną paliwa w energię elektryczną, przy wykorzystaniu procesów utleniania oraz redukcji substratów.

Zasada działania ogniw paliwowych zostanie przedstawiona na przykładzie ogniwa niskotemperaturowego z membraną polimerową.

Oczywiście tytuł wykładu jest nieco przewrotny. Chyba wszyscy zdajemy sobie sprawę z tego, że wodór jest bezbarwnym gazem. Dodatkowo jest on bezwonny, bezsmakowy, nietoksyczny, ale niestety również łatwopalny. Skroplony wodór także jest bezbarwny. Z drugiej strony coraz częściej słyszymy o wodorze zielonym, niebieskim i szarym. Niekiedy dowiadujemy się również, że wodór może być czarny albo brunatny, różowy, turkusowy, a nawet żółty i biały. Niewątpliwie przyszła moda na kolorowy wodór!

W obliczu pogłębiającego się globalnego kryzysu klimatycznego istotna jest redukcja emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Ta redukcja jest możliwa m.in. w wyniku przejścia od wodoru szarego do wodoru zielonego. To przejście wymaga jednak etapu pośredniego, który dostarczy nam tzw. wodoru niebieskiego.

Pora już uchylić rąbka tajemnicy. Otóż wspomniane w tytule wykładu kolory wodoru wiążą się z metodami jego otrzymywania. Produkcja wodoru w skali przemysłowej jest istotnym źródłem emisji CO2 i opiera się na gazie ziemnym, który jest nieodnawialnym źródłem energii. Obecnie ponad 95% światowej produkcji wodoru pochodzi z parowego reformingu metanu (SMR). Wodór otrzymany w procesie SMR jest określany kolorem szarym. Istnieją również inne metody otrzymywania wodoru, takie jak na przykład zgazowanie węgla kamiennego lub brunatnego - powstaje wodór czarny lub brunatny.

Wytwarzanie wodoru niebieskiego prowadzi się również metodą SMR, ale generowany w trakcie procesu CO2 jest wychwytywany i składowany np. w różnych formacjach geologicznych. Zielony kolor wodoru jest zarezerwowany dla elektrolizy wody. Potrzebna do niej energia elektryczna pochodzi ze źródeł odnawialnych. Ciekawą alternatywą jest wodór turkusowy – m.in. o tym będzie wykład.

Przepływ burzliwy jest nieuporządkowanym ruchem płynu, w którym wszystkie charakteryzujące ten ruch wielkości fizyczne wykazują losową zmienność w czasie i przestrzeni. Jego trójwymiarowy i dyfuzyjny charakter pozwala na intensyfikacje zachodzących w przepływie procesów transportu pędu, masy i ciepła. Z tego względu znacząca większość procesów inżynierii chemicznej prowadzona jest w reżimie burzliwym z czego wynikają dobre, ale również złe skutki.

Tematem wykładu jest przedstawienie przykładów wykorzystania zjawiska przepływu burzliwego w celu intensyfikacji rzeczywistych procesów inżynierii chemicznej zarówno historycznych, aktualnych jak i przyszłościowych. Zaprezentowane zostaną również problemy z jakimi spotykają się inżynierowie odpowiedzialni za projektowanie i prowadzenie procesów przemysłowych w reżimie burzliwym z branży chemicznej, biotechnologicznej, farmaceutycznej i energetycznej.

Oczywiście tytuł wykładu jest nieco przewrotny. Chyba wszyscy zdajemy sobie sprawę z tego, że wodór jest bezbarwnym gazem. Dodatkowo jest on bezwonny, bezsmakowy, nietoksyczny, ale niestety również łatwopalny. Skroplony wodór także jest bezbarwny. Z drugiej strony coraz częściej słyszymy o wodorze zielonym, niebieskim i szarym. Niekiedy dowiadujemy się również, że wodór może być czarny albo brunatny, różowy, turkusowy, a nawet żółty i biały. Niewątpliwie przyszła moda na kolorowy wodór!

W obliczu pogłębiającego się globalnego kryzysu klimatycznego istotna jest redukcja emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Ta redukcja jest możliwa m.in. w wyniku przejścia od wodoru szarego do wodoru zielonego. To przejście wymaga jednak etapu pośredniego, który dostarczy nam tzw. wodoru niebieskiego.

Pora już uchylić rąbka tajemnicy. Otóż wspomniane w tytule wykładu kolory wodoru wiążą się z metodami jego otrzymywania. Produkcja wodoru w skali przemysłowej jest istotnym źródłem emisji CO2 i opiera się na gazie ziemnym, który jest nieodnawialnym źródłem energii. Obecnie ponad 95% światowej produkcji wodoru pochodzi z parowego reformingu metanu (SMR). Wodór otrzymany w procesie SMR jest określany kolorem szarym. Istnieją również inne metody otrzymywania wodoru, takie jak na przykład zgazowanie węgla kamiennego lub brunatnego - powstaje wodór czarny lub brunatny.

Wytwarzanie wodoru niebieskiego prowadzi się również metodą SMR, ale generowany w trakcie procesu CO2 jest wychwytywany i składowany np. w różnych formacjach geologicznych. Zielony kolor wodoru jest zarezerwowany dla elektrolizy wody. Potrzebna do niej energia elektryczna pochodzi ze źródeł odnawialnych. Ciekawą alternatywą jest wodór turkusowy – m.in. o tym będzie wykład.