Воднедсорбційні вуглецеві наноматеріали

Схема модернізованої лабораторної установки для дослідження властивостей вуглецевих наносорбентів (ВНС), параметрів процесу та розробки технології сорбції-десорбції, придатної для промислового використання: 1 – балон; 2 – калібрований об′єм; 3 – піч; 4 – контейнер; 5 – манометри; 6 – вузол керування нагрівом; 7 – АЦП; 8 – хроматограф; 9 - комп′ютер; 10 – вузол вимірювання об′єму Н2; 11 – індикатор тиску; 12- датчик тиску; 13- газовий хроматограф.

Області застосування

Передбачається застосування ВНС та технології їх виробництва з істотно зниженими витратами ресурсів для компактного збереження водню у водневій енергетиці.

Короткий опис

Технології виробництва вуглецевих наносорбентів:
(а) вуглецевих нанотрубок (ВНТ) - осадженням з газової фази, що є продуктами повітряної конверсії природного газу,
(б) термографеніту (ТРГ) - шляхом термоудару з окисненої вуглецевої сировини та
(в) технології процесів сорбції-десорбції водню із застосуванням методів під-вищення ємності одержаних наноматеріалів.

Очікувані властивості

Оптимальні технологічні параметри виробництва вуглецевих наносорбентів, процесів сорбції-десорбції водню та компактного зберігання його у контейнерах, що розроблюються, придатних для серійного промислового використання. Розуміння механізмів утворення та підвищення адсорбційної ємності вуглецевих наноматеріалів

Переваги

Переваги. методів хімічного осадження ВНТ з газової фази та одержання ТРГ шляхом термоудару: відносно низька енер-гоємність процесів, використання дешевої вуглецевої сировини, можливість створення промислового високоп-родуктивного виробництва, відносна простота обладнання, а також відсутність необхідності в ретельному очи-щенні отриманого продукту.

Конкуренти

«Energy Systems Division»,
«Argonne National Laboratory», Argonne, Illinois, USA;
Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Illinois at Chicago, Illinois, USA;
Department of Energy Efficiency Research, Korea Institute of Energy Research, Daejeon, Korea.

Стан розробки

(а) ВНТ: вивчено оптимальні параметри та розроблено ефективну технологію отримання ВНТ, що дозволило отримати сорбент досить високої чистоти та однорідної якості; розроблено вузол підготовки та система очи-щення газу, що містить вуглець, досліджено вплив форми та термообробки каталітичної поверхні на процес виробництва ВНТ;
(б) ТРГ: модернізовано установку для виробництва сорбенту, а саме: застосовано двохпальникову систему нагріву окисненого вихідного графіту, де один з пальників виступає в ролі живильника вихідної сировини. Завдяки цьому вдалося поліпшити умови для термоудару, що в свою чергу збільшило питому продуктивність установки й покращило наношарувату структуру ТРГ (зменшується насипна вага й вміст шкідливої сірки);
(в) лабораторна установка: дооснащено вузлами газоаналітичного та вакуумного обладнання, датчиком тиску, арматурою з підвищеною щільністю з метою поглибленого вивчення процесів сорбції-десорбції зразків наносорбентів;
продовжено дослідження процесів при підвищених параметрах.

Інтелектуальна власність

Е.В. Стративнов, А.П. Кожан, Б.И. Бондаренко.Способ получения терморасширенного графита
Пат. 99875 Укр., МПК (2011) С01В 31/04.

Контактна інформація

Виконавець: Інститут газу НАН України

Проект №28 «Фундаментальні засади процесів одержання та використання вуглецевих воднесорбційних наноматеріалів для водневої енергетики»

Контактна особа:

академік НАН України,

Бондаренко Борис Іванович

Е-mail: bbikiev@gmail.com