Фундаментальні аспекти відновлювано-водневої енергетики і паливно-комірчаних технологій

Розробка джерел водню для паливних комірок

Схема металогідридного джерела особливо чистого водню для паливних комірок : 1 - металогідрид; 2 – керамічний фільтр; 3 – манометр з запобіжною мембраною; 4- балон з нержавіючої сталі; 5- запорний вентиль.

Області застосування

Металогідридні накопичувачі можуть бути використані як для безпечного та компактного зберігання водню, так і для вирішення деяких інших завдань:
1 Очищення водню ( видалення з водню домішок до одиниць ppm).
2. Відділення водню: виділення водню з суміші, що містить від 1 до 90% неводневих атомів і молекул.
3. Розділення ізотопів протію, дейтерію та тритію.
4. Компримування водню: водень сорбується при низькій температурі, а десорбується при більш високій температурі, створюючи високий тиск.
5. Акумулювання тепла: процес, що базується на використанні теплового ефекту (20-60 кДж / моль) реакції гідрування / дегідрування для поглинання або виділення тепла.

Короткий опис

Вже бiльш нiж 50 років людство намагається використовувати воденьсорбційні властивості металів і сплавів для вирішення різних науково-технічних завдань. За цей час було досліджено багато хімічних елементів і їх сплавів і сполук. З урахуванням особливостей термодинаміки процесів сорбції та десорбції водню, якi залежать від хімічного складу твердого тіла яке піддається реакції наводорожування , металогідриди вже знайшли широке застосування у багатьох технологічних процесах.
Накопичувач водню складається з балону високого тиску з нержавіючої сталі та розміщеного в ньому робочого сплаву. Багатокомпонентність гідридних систем забезпечує можливість створення накопичувачів з регульованим вмістом водню та їх роботу при заданих термодинамічних умовах. Планомірне вивчення гідридних систем розширює області їх використання.

Очікувані властивості

Металогідридне джерело особливо чистого водню для паливних комірок буде безпечним, надаватиме водень під тиском 0,2- 0,5 МПа при кімнатній температурі.

Переваги

Інтерес до металогідридів обумовлений їх високою воднеємністю. У ємністі, заповненій металогідридом, можна зберігати водню в 2-3 рази більше, ніж, якби цю ж ємність заповнити рідким воднем. Спосіб зберігання водню в металогідриді вигідно відрізняється від газобалонного та криогенного. Він безпечний і вимагає більш низьких витрат на обслуговування.

Конкуренти

Інститут проблем хімічної фізики РАН

Стан розробки

Проведені теоретичні дослідження процесу впорядкування водневих систем, якi дозволили визначити ступінь упорядкування сплаву в залежності від його складу та температури, концентраційну залежність температури фазового переходу порядок-безлад, а також можливий вплив складу та термообробки на деякi властивості сплавів.
Буде проведено моделювання, конструювання та виготовлення накопичувачів водню для паливних комірок.

Інтелектуальна власність

Буде подано заявку на видачу патенту України на винахід.

Контактна інформація

Виконавець: Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України

Проект №1 «Розробка джерел водню для паливних комірок»

Контактна особа:

Teл. +38 044 424-03-81

Е-mail: dmitryschur@gmail.ua