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 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.
| Depolama turu | Özgül enerji (MJ/kg) | Enerji yoğunluğu (MJ/L) | Specific energy density (Pm·kg/s4) | Peak recovery efficiency % | Practical recovery efficiency % |
|---|---|---|---|---|---|
| Indeterminate matter and antimatter | ≈8.9876e10 | 5e25[2] | 5e36 | ||
| Deuterium-tritium fusion | 576,000,000 | ||||
| Nükleer silahlarda kullanılan uranyum-235 | 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 | 3,456,000 | 30% | |||
| Pu-238 α bozunması | 2,200,000 | ||||
| Hf-178m2 izomeri | 1,326,000 | 17,649,060 | 2.340e13 | ||
| Doğal uranyum (0.7% U235) in light water reactor | 443,000 | 30% | |||
| Ta-180m izomeri | 41,340 | 689,964 | 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[kaynak belirtilmeli] | ||||
| Octaazacubane (potential explosive) | 22.9[5] | ||||
| Dinitroacetylene explosive - computed[kaynak belirtilmeli] | 9.8 | ||||
| Octanitrocubane explosive | 8.5[6] | 16.9[7] | 144 | ||
| Tetranitrotetrahedrane explosive - computed[kaynak belirtilmeli] | 8.3 | ||||
| Heptanitrocubane explosive - computed[kaynak belirtilmeli] | 8.2 | ||||
| Sodium (reacted with chlorine)[kaynak belirtilmeli] | 7.0349 | ||||
| Hexanitrobenzene explosive | 7[8] | ||||
| Tetranitrocubane explosive - computed[kaynak belirtilmeli] | 6.95 | ||||
| Ammonal (Aluminium and NH4NO3 oxidizer)[kaynak belirtilmeli] | 6.9 | 12.7 | 88 | ||
| Tetranitromethane and hydrazine bipropellant - computed[kaynak belirtilmeli] | 6.6 | ||||
| Nitroglycerin | 6.38[9] | 10.2[10] | 65.1 | ||
| ANFO-ANNM[kaynak belirtilmeli] | 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)[kaynak belirtilmeli] | 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) | 95%[kaynak belirtilmeli][13] | |||
| Battery, lithium thionyl chloride (LiSOCl2)[14] | 2.5 | ||||
| Water 220.64 bar, 373.8 °C[kaynak belirtilmeli][kaynak belirtilmeli] | 1.968 | 0.708 | 1.393 | ||
| Kinetic energy penetrator[kaynak belirtilmeli] | 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 | 1[kaynak belirtilmeli] | 98%[16] | |||
| Molecular spring approximate[kaynak belirtilmeli] | 1 | ||||
| Battery, sodium sulfur | 0.72[17] | 1.23[kaynak belirtilmeli] | 0.89 | 85%[18] | |
| Battery, lithium-manganese[19][20] | 0.83-1.01 | 1.98-2.09 | 1.64-2.11 | ||
| Battery, lithium ion[21][22] | 0.46-0.72 | 0.83-3.6[23] | 0.38-2.6 | 95%[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 | 0.36-0.5[27][28] | ||||
| 5.56 × 45 mm NATO bullet[kaynak belirtilmeli] | 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] | 0.4-0.59 | 1.15-1.43 | 0.46-0.84 | ||
| 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 | 0.15 | 80%[24] | |
| Battery, zinc-carbon[21] | 0.13 | 0.331 | 0.043 | ||
| Battery, lead acid[21] | 0.14 | 0.36 | 0.050 | ||
| Pil, vanadyum redoks | 0.09[kaynak belirtilmeli] | 0.1188 | 0.011 | 70-75% | |
| Pil, vanadyum bromür redoks | 0.18 | 0.252 | 0.045 | 80%–90%[32] | |
| Capacitor, ultracapacitor | 0.019597 (max)[33] | 0.025568(max)[33] | 0.00100 | ||
| Capacitor, supercapacitor | 0.01[kaynak belirtilmeli] | 80%–98.5%[34] | 39%–70%[34] | ||
| Rubber strip motor | 0.01[35] | ||||
| Superconducting magnetic energy storage | 0.008[36] | >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 % |