Gęstość energii

Gęstość energii – ilość energii znajdującej się w określonej objętości^[1] lub masie. Znaczenie tego terminu zależy od kontekstu, który określa w jaki sposób ta energia może zostać wydobyta – np. przez spalanie czy przeprowadzenie reakcji jądrowej.

Gęstość energii wybranych źródeł energii

Ponieważ samo wydobycie energii nigdy nie odbywa się ze 100% sprawnością, gęstość energii nie określa jednoznacznie efektywności danego jej źródła. Zasady termodynamiki nakładają fundamentalne ograniczenia na efektywność wszelkiego rodzaju urządzeń przetwarzających energię. Dodatkowymi czynnikami wpływającymi na efektywność mogą być koszty transportu energii, rafinacji paliw, utylizacji odpadów itp.

Rzeczywiste gęstości energii

Poniższa tabela zawiera gęstości energii różnych jej źródeł, przy uwzględnieniu wszystkich elementów procesu.

Typ źródła energii	Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg)	Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³)
Anihilacja	89 876 000 000
Fuzja wodoru w Słońcu	645 000 000
Energia kinetyczna ciała o prędkości 10% prędkości światła	450 000 000
Fuzja deuter-tryt	337 000 000
Rozszczepienie uranu (100% U-235)	88 250 000	1 500 000 000
Naturalny uran (99,3% U-238, 0,7% U-235) w reaktorze powielającym[2]	24 000 000
Uran wzbogacony (3,5% U-235) w reaktorze jądrowym	3 456 000
Naturalny uran (0,7% U-235) w reaktorze jądrowym	443 000
Energia kinetyczna komety uderzającej w Ziemię (minimalna)[3]	140
Energia kinetyczna meteoroidu uderzającego w Ziemię (minimalna)[4]	63
Energia potencjalna satelity Ziemi (na niskiej orbicie)	33
Trotyl[5]	4,610	6,92
Nanoakumulator[6]	2,54
Akumulator litowy (LiSOCl 2)[7]	2,5
Akumulator fluorowo-jonowy[8]	1,7	2,8
Ciekła sól, jako zbiornik energii (w przybliżeniu)	1
Akumulator sodowo-siarkowy[9]		1,23
Akumulator litowo-jonowy (LiCoO 2)[10]	0,889	0,71
Ciekły azot, jako zbiornik energii[11]	0,77	0,62
Koło zamachowe, jako zbiornik energii (maksymalna uzyskiwana)	0,5
Pocisk karabinowy (5,56 × 45 mm NATO)	0,4	3,2
Ciepło topnienia lodu	0,335	0,335
Akumulator cynkowo-bromowy[12]	0,27
Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy[13]	0,250	0,493
Akumulator niklowo-kadmowy	0,14
Akumulator kwasowo-ołowiowy	0,09
Superkondensator[14]	0,0206	0,050
Kondensator[15]	0,002
Woda w zbiorniku na wysokości 100 m	0,001	0,001
Sprężyna[16]	0,0003	0,0006
Typ źródła energii	Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg)	Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³)

Gęstości energii bez uwzględniania utleniaczy

Poniższa tabela zawiera gęstości energii paliw, które wymagają zewnętrznych utleniaczy, takich jak tlen. Podane liczby nie uwzględniają masy ani objętości tlenu biorącego udział w reakcji. W większości zastosowań można zakładać, że jest on dostępny w dowolnych ilościach w atmosferze. Podane objętości paliw gazowych dotyczą temperatury pokojowej i ciśnienia 1000 hPa.

Typ źródła energii	Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg)	Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³)
Ciekły wodór	143	10,1
Gazowy wodór	143	0,01079
Beryl	67,6	125,1
LiBH4	65,2	43,4
Bor[17]	58,9	137,8
Metan	55,6	0,0378
Gaz ziemny[18]	53,6	10,0
LPG propan[19]	49,6	25,3
LPG butan[19]	49,1	27,7
Benzyna[19]	46,4	34,2
Polipropylen[20]	46,4	41,7
Polietylen[20]	46,3	42,6
Ropa naftowa	46,3	37,0
Olej napędowy[19]	46,2	37,3
lit	43,1	23,0
Nafta lotnicza[21]	42,8	33,0
Biodiesel	42,2	33,0
Dimetylofuran[22]	42,0	37,8
Polistyren[20]	41,4	43,5
Metabolizm kwasów tłuszczowych	38,0	35,0
E85 (85% etanol, 15% benzyna)	33,1	25,6
Grafit (100% węgla)	32,7	72,9
Antracyt (97% węgla)	32,5	72,4
Krzem[23]	32,2	75,1
Aluminium	31,0	83,8
Etanol	30,0	24,0
Magnez	24,7	43,0
Bitumy[24]	24,0	20,0
PET[25]	23,5
Czekolada[26]	22,0
Metanol	19,7	15,6
Hydrazyna	19,5	19,3
Amoniak	18,6	11,5
PVC[20]	18,0	25,2
Brykiety[27]	17,7
Metabolizm cukrów[28]	17,0	26,2
Wapń	15,9	24,6
Wysuszony kał krowi[29]	15,5
Węgiel brunatny (65% węgla)	14,0
Sód	13,3	12,8
Torf	12,8
Odpady gospodarstw domowych[30][31]	8,0
Drewno	6,0
Cynk	5,3	38,0
Teflon	5,1	11,2
Żelazo	5,2	40,7
Akumulator cynkowo-powietrzny	1,33
Typ źródła energii	Gęstość energii w jednostce masy (MJ/kg)	Gęstość energii w jednostce objętości (MJ/dm³)

Zobacz też

• ciepło spalania
• wartość opałowa
• gęstość mocy