«Розвиток наукових засад отримання, зберігання та використання водню в системах автономного енергозабезпечення»

Розроблення воденьакумулюючих і воденьгенеруючих матеріалів на основі гідриду магнію та оптимізація роботи систем постачання водню для паливних комірок

Етап 1. Синтез дослідних зразків нанокомпозитів на основі гідриду магнію та дослідження їх властивостей

Області застосування нових матеріалів

Композити на основі магнію та/або його гідриду є перспективними матеріалами для акумулювання та генерування водню у пристроях постачання водню в автономних системах енергозабезпечення на основі портативних паливних комірок. Пристрої для зберігання та транспортуванням енергії з відновлювальних джерел базуються на роботі джерела водню в парі з паливною коміркою. При цьому в джерелах постачання водню можливе використання гідридних композитів на основі магнію в акумуляторах водню та використання цих же композитів з каталітичними додатками в пристроях гідролізного одержання водню. Пристрої постачання водню з паливними комірками можуть також використовуватися як основні генераторів тепло та електроенергії у віддалених від комунікацій районах.

Короткий опис і завдання проекту

Основним завданням роботи є синтез дослідних зразків нанокомпозитів типу Mg–ІМС з різним вмістом ІМС як каталітичного додатку. Для зменшення агломерації частинок MgH₂ в процесах сорбції-десорбції буде використано інертні додатки (вуглець різних модифікацій), виготовлено складні композити Mg-IMC-C на основі української сировини та апробовано ці матеріали в роботі акумулятора водню (див. рис. 1-2). Буде синтезовано нові матеріали (гідриди магнію з каталітичними додатками) для генерування водню шляхом гідролізних реакцій (див. рис. 3-4). Буде досліджено вплив наноструктурування на ефективність реакції гідролізу та виготовдено пілотний генератор водню на основі гідриду магнію для живлення паливних комірок. Буде відпрацьовано режими роботи генератора водню. Значну увагу в роботі буде приділено дослідженню характеристик сорбції-десорбції водню з газової фази. Композиційні матеріали з ємністю >5 ваг.% водню володітимуть покращеними параметрами сорбції-десорбції та будуть досліджуватимуться з метою встановлення їх циклічної стійкості.

Рис.1. ТДС для гідридного композиту Mg–10 мас.% нано-ТіN за різної швидкості нагрівання	Рис.2. Обладнання для механохімічного синтезу гідридних композитів та дослідження їх воденьсорбційних властивостей
Рис.3. Виділення водню в процесі гідролізу	Рис.4. Дослідна установка для дослідження процесів генерування водню шляхом гідролізу (ФМІ НАН України)

Очікувані властивості нових гідридних композитів

Буде синтезовано нові матеріали (гідрид магнію + каталітичний додаток) для пристроїв генерування водню шляхом гідролізу та апробовано їх в портативних системах енергозабезпечення генератор водню-паливна комірка. Буде апробовано ряд нових каталітичних додатків з метою визначення найкращих складів як воденьакумулюючих так і воденьгенеруючих матеріалів. Буде перевірено вплив наноструктурування на одержання водню з гідридних композитів магнію шляхом реакції гідролізу.

Переваги

У запропонованому способі перевагою є можливість отримання та зберігання великих кількостей водню при використанні недорогих надлишків електроенергії з поновлюваних джерел. Та пропонується спосіб ефективного, мобільного, екологічно чистого виробництва енергії з використанням реакції гідролізу.

Стан розробки

Вдосконалене обладнання для механохімічного синтезу та створене обладнання для дослідження гідролізних реакцій. Синтезованонові матеріали (гідрид магнію-каталітичний додаток) для пристроїв генерування водню шляхом гідролізу та буде апробовано їх в портативних системах енергозабезпечення генератор водню-паливна комірка

Інтелектуальна власність

Контактна інформація

Виконавець:

Проект №12 «Розроблення воденьакумулюючих і воденьгенеруючих матеріалів на основі гідриду магнію та оптимізація роботи систем постачання водню для паливних комірок»

Контактна особа:

Teл. +38 032 229-68-33

Е-mail: ihor.zavaliy@gmail.com