Водород как альтернативный источник энергии

Водород как альтернативный источник энергии

Водород как альтернативный источник энергии

23 Окт 2018

Группа исследователей под руководством приглашенного профессора НИТУ «МИСиС» доктора химических наук Семена Клямкина разработала дешевую и эффективную технологию очистки и хранения водорода на основе металл-полимерных мембран. Основой разработки стал композиционный материал, представляющий собой полимерную матрицу из полиэтилена с наполнителем из интерметаллического соединения, например, лантана и никеля (никелид лантана).

Растущий спрос на высокое качество водородного топлива рождает спрос на эффективные технологии его получения и очистки.

«Интерметаллид в составе материала интересен тем, что способен вступать в химическую реакцию с водородом, образуя гидриды, – рассказал соавтор работы инженер Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» кандидат технических наук Михаил Задорожный. – Остальные примесные газы в этом процессе не участвуют. Мембрана за счет этой избирательной реакции наполнителя «накачивает» в себя атомы водорода, проще говоря, газовый поток разделяется на ней, задерживая все посторонние примеси и пропуская очищенный водород. Сама полимерная матрица с одной стороны не дает наполнителю рассыпаться, а с другой стороны задерживает примесные газы и защищает поверхность интерметаллида от отравления».

В результате исследований группе разработчиков удалось увеличить разделительную способность такой мембраны на два порядка. В настоящее время коллектив проводит лабораторные тесты полученных образцов.

Напомним, что водород – это экологически чистый и высокоэффективный энергоноситель. Главные достоинства водорода как альтернативного источника энергии в том, что его удельная теплота сгорания втрое выше, чем у нефти, а при его сгорании образуется только вода, что в свою очередь совершенно безопасно для окружающей среды. Однако получаемый техническим способом водород в большинстве случаев бывает сильно загрязнен примесями других газов. Очистка водорода – не менее важная часть производства, чем его получение. Главными примесями к водороду являются: сероводород, диоксид углерода, оксид углерода, азот, водяные пары и др. Степень загрязненности водорода зависит от методов его получения и очистки.

Топливные элементы осуществляют превращение химической энергии топлива в электричество, минуя малоэффективные, идущие с большими потерями, процессы горения. Это электрохимическое устройство в результате высокоэффективного «холодного» горения топлива непосредственно вырабатывает электроэнергию.

Подаваемый в топливный элемент водород взаимодействует с кислородом воздуха, и эта реакция невозможна без участия катализатора, как правило, состоящего из драгоценных металлов, например, платины.

Драгметаллы катализатора стремительно деградируют и становятся пассивными в присутствии газовых примесей в водороде. Примеси приводят к критическим помехам в работе механизма – к так называемому отравлению топливного элемента. Окисленная или деградированная поверхность катализатора перестает функционировать, и срок жизни топливного элемента может сократиться до 1,5 месяцев.



По информации пресс-службы НИТУ «МИСиС»


Список Новостей