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Titolo: Azoto e motore a gas compresso

Prima di tutto, l'auto "ad aria" non e' del tutto una ciofeca.
 
Ci sono usi di nicchia in cui e' soluzione migliore anche di
quella elettrica. I motori hanno potenza limitata, quindi piu' che
ad "auto" e' meglio pensare alle "auto senza patente".
 
Pero', considerate che un auto ad aria puo' circolare senza
creare problemi in luoghi con una concentrata presenza di persone
(non "inquina") anche se occorre garantire un sufficiente ricambio
d'aria (per esempio in un magazzino, per evitare fenomeni di asfissia
per espulsione dell'ossigeno) oppure dove c'e' pericolo
di esplosione (ad esempio negli hangar dell'industria aereonautica
sono utilizzati). In ogni caso, se siamo all'aria aperta, salvo per
quantita' enormi di azoto liquido che evaporano rapidamente, non
formando il gas azoto uno strato asfissiante come fa invece la CO2, tende
a distribuirsi in poco tempo nell'aria.
 
Un modello con 100 km di autonomia e' ideale per la circolazione
nelle citta', specialmente nei centri storici, oggi altamente inquinati
(non solo dalle auto, ma eliminare i motori a combustione riduce
certamente il problema).
 
Rispetto all'auto elettrica ha il vantaggio di non richiedere la gestione
di potenzialmente inquinanti batterie. Ha lo svantaggio, gia' citato,
di una potenza limitata, ma anche, allo stato attuale, di una minore
efficienza calcolando dalla fonte dell'energia (tipicamente una centrale
elettrica) alle ruote.
 
Il punto debole delle auto a motore a gas compresso sono le bombole.
Si lavora anche fino a 350 atmosfere (le convenzionali bombole a metano
arrivano solo alla meta') ed occorre farle leggere, visto che tutto il
veicolo e' sostanzialmente un "peso piuma".
 
Mi domandavo ... e se si usa un gas liquido ?
 
In casi discussi in cui si tratta dell'idrogeno (motori a combustione),
l'ipotesi di utilizzarlo in forma liquida non e' praticabile per la
bassa temperatura di liquefazione (-252,88 Celsius).
 
Pero' ... qui ci basta un gas sostanzialmente inerte, ampiamente
disponibile e mi e' venuto subito in mente l'azoto.
Punto di liquefazione = -195,82 Celsius.
 
Non sembra cosi' superiore a quella dell'idrogeno, ma per l'andamento
della temperatura al suo diminuire, piu' ci si avvicina ai -273 Celsius
e piu' difficile diventa ogni grado in meno, in realta' e' una temperatura
molto piu' comoda di quella di liquefazione del'idrogeno.
 
Del resto l'azoto liquido e' comunemente disponibile, non si tratta di
un prodotto "esotico". Infatti si puo' depositare e trasportare in
semplici contenitori a doppio isolamento (vasi "dewar"), ove un filo di
liquido viene lasciato evaporare per tenere il resto a bassa temperatura.
Se poi si utilizzano contenitori pressurizzati, le perdite si possono
ridurre al 2% al giorno. Considerando che l'oggetto da alimentare e' un
veicolo con breve autonomia, la sua carica sarebbe consumata nel giro
di pochi giorni, quindi la perdita mi sembra tollerabile.
 
Il rapporto di espansione e' di 1:694 a temperatura ambiente e quindi
abbiamo una quantita' interessante di forza espressa dalla espansione.
 
Ovviamente occorre fornire calore se vogliamo una apprezzabile quantita'
di espansione, ma il clima italiano (o indiano), specie d'estate, di
calore ne' ha a disposizione in quantita'. Il primo veicolo ad azoto
e' stato dimostrato gia' nel 1902 (cosi' l'idea non e' nuova).
 
Cio' che e' interessante dell'azoto liquido, e' che si puo' fare il
pieno semplicemente "travasandolo" nel serbatoio (ovviamente con una
certa, ma moderata, perdita' di prodotto) e quindi e' un procedimento
relativamente rapido.
 
Combinata con la facile trasportabilita', signfica che un ciclo
dell'azoto (ovvero si produce azoto utilizzando le centrali elettriche
per fare funzionare le auto) non sovraccarica localmente le reti
elettriche (come invece accade sia con le auto elettriche che con 
le auto ad "aria compressa"). In altre parole le stazioni di liquefazione
dell'azoto possono essere abbinate ad una potente centrale elettrica
e poi l'azoto viene trasportato nelle citta' dove serve (magari anche
in apposite tubazioni isolate), senza disturbare congestionate reti
elettriche.
 
Poi abbiamo i vantaggi delle auto a gas compresso:
- poca manutenzione (le batterie sono delicate)
- i serbatoio sono facilmente smaltibili (le batterie no)
- i serbatoio possono essere ciclati molte piu' volte di una batteria
 
Oggi l'azoto liquido e' un sottoprodotto della estrazione dell'ossigeno
dall'aria per usi industriali e costa intorno all'euro al litro (liquido).
 
Ma, abbiamo questo grave svantaggio della inefficienza del ciclo completo.
E' certamente competitivo rispetto ai motori a combustione: ma in
confronto alle auto elettriche di ultima generazione (batterie al litio)
lo svantaggio e' sensibile. Pero' per piccole potenze ed un uso
particolare come la circolazione nel traffico cittadino in climi
caldi, questo svantaggio potrebbero essere tollerabili, specie se le
"frigorie" rese nel suo funzionamento sono utilizzabili (veicolo
condizionato, bagagliaio o vano merci condizionato ?).
 
Hmmm, mi viene in mente (ricordando un caso particolare di trasporto
merci "porta-a-porta", quello del latte, che storicamente nei paesi forti
produttori di energia elettrica, era fatto da veicoli elettrici, in un
interessante impiego di nicchia) un particolare servizio che potrebbe
beneficiare di un tale motore: il trasporto di surgelati e gelati
e di cibi deperibili che devono stare freschi in generale.

e di cibi deperibili che devono stare freschi in generale.
 
E un camioncino del genere potrebbe avere scambiatori abbastanza grandi
da essere pratici e non congelare.
 
Leonardo
 
-- 
 
Questi non hanno speranza di morte; e la lor cieca vita e' tanto bassa,
Che 'nvidiosi son d'ogne altra sorte. Fama di loro il mondo esser non lassa;
Misericordia e Giustizia li sdegna; non ragioniam di lor, ma guarda e passa.

 relativamente rapido.
 
Immagino che il serbatoio debba essere parecchio più grande
del volume utile per isolarlo termicamente. Cosa succede se
inizia a riscaldarsi? :)
 
Fino a che pressione deve resistere?
Insomma, il problema sembra essersi spostato sulla fattura
del serbatoio che si prospetta parecchio complicata.

 inizia a riscaldarsi? :)
Succede che fa lo stesso del recipiente trasportabile su carrello o il 
serbatoio sul camion: si lascia che il gas evapori e se ne vada.

 serbatoio sul camion: si lascia che il gas evapori e se ne vada.
 
Giusto, una valvola di sicurezza che scatta a X atmosfere.


E mo entro in modalità smeriglia-prostata :-)
Si scrive "bar".
Anzi, meglio: "barg".


non ho letto il thread dall'inizio.
L'azoto liquido ha ovviamente una densità energetica 
incomparabilmente maggiore dell'aria compressa, salvo 
dettagli non da poco circa il serbatoio.
 
Il serbatoio non deve essere "resistente" ad alte pressioni, 
bensì molto ben coibentato, o meglio una sorta di "vaso 
Dewar" (doppia camera, suppongo a nido d'ape e cellule 
argentate e sotto vuoto).
E, soprattutto, deve essere lasciato libero di sfiatare.
L'azoto ha una temperatura critica (al di sopra della quale 
non è liquefacibile a nessuna pressione) di soli -150° circa 
(alla modestra pressione di 34 atm).
 
Questo significa che
1) o si lascia degassare, tentando di migliorare la lentezza 
dell'evaporazione. Evaporando rimane freddo da sé, quindi 
quel che rimane resta liquido. Ma ciò pone seri limiti 
diciamo all'inutilizzo. Sarebbe sconveniente fare pieni con 
ampio margine, perché la mattina dopo te ne trovi un 
notevole ammanco, anche in inverno (bolle a -195°).
Si può giocare appunto solo sulla coibentazione del 
serbatoio per ridurre il flusso termico da fuori verso il 
pozzo freddo a -195° che ci sta dentro.
Probabilmente servirebbero gli AEROGELI, unici isolanti 
oltre al vuoto spinto ad avere performance decorose (imho 
anche cellule vuote, a nido), con argentatura e tutto.
Sarebbe un serbatoio costoso e FRAGILE cmq, per la tenuta 
del vuoto alle vibrazioni. Se fosse isolato male, 
consumeresti tanto lasciando la macchina anche ferma
 
2) si crea un serbatoio capace di autoraffreddarsi pescando 
elettricità nelle ore di parcheggio, che so, con qualche 
strano mix di freezer convenzionale e celle di peltier 
compatte. Il che rende probabilmente diseconomico il tutto.
 
3) il serbatoio diventa supercritico ed esplode :) Per 
inciso la spinta sarebbe notevole ed anche autoamplificante, 
se hai il pieno.
 
Un sistema del genere può avere senso solo ad es. su un 
mezzo di linea "uninterruptable" (tipo tram) dove puoi 
programmare a tavolino tempi e percorrenze, e dimensionare 
il pieno di azoto liquido in modo che a fine giornata hai 
comunque fatto andare tutto il previsto e quando vai 
all'autorimessa, sei a secco, e riempi la mattina dopo.
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
 

 
anche a me sembra una tecnologia troppo delicata per essere messa
 su un auto economica