cylindrical metal hydride container 9 cm diameter 42.5 cm length 7 kg

A cylindrical metal hydride container measures 9 cm in diameter, is 42.5 cm in length, and has a mass of 7 kg. The metal hydride container has a capacity of 900 normal liters of hydrogen. Using the lower heating value of hydrogen (244 kJ/mol), determine the energy density.

a) 3.6 kWh/L

b) 3.6 MWh/L

c) 1.0 Wh/L

d) 1.0 kWh/L

지름이 9 cm, 길이가 42.5 cm, 무게가 7 kg인

메탈 하이드라이드(metal hydride) 실린더가

900 리터의 수소를 저장할 수 있다.

수소의 저위 발열량(lower heating value, LHV)이

244 kJ/mol일 때, 에너지 밀도를 계산하라.

원기둥의 부피(V)

V = πr^2h

( 참고 https://ywpop.tistory.com/15751 )

= (3.14159) (9/2 cm)^2 (42.5 cm)

= 2703.73 cm^3

= 2703.73 mL

= 2.7 L

---> 실린더의 부피

기체 1 mol의 부피 = 22.4 L 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

900 L × (1 mol / 22.4 L)

= 40.2 mol H2

40.2 mol × (244 kJ/mol)

= 9809 kJ

energy density = energy / volume

= 9809 kJ / 2.7 L

= 3633 kJ/L

1 W•h = 3600 J 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/11834 )

(3633 kJ/L) (1000 J / 1 kJ) (1 Wh / 3600 J)

= (3633) (1000) (1 / 3600)

= 1009 Wh/L

≒ 1 kWh/L

답: d) 1.0 kWh/L

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/7153 ]

연료의 연료값 (Energy in Fuels)

[키워드] 에너지 밀도 기준

cylindrical metal hydride container 9 cm diameter 42.5 cm length 7 kg