Фундаментальні аспекти відновлювано-водневої енергетики і паливно-комірчаних технологій

Розробка енергоакумулюючих речовин на основі алюмінію та магнію, здатних виділяти водень з води для живлення паливних комірок

Принципова схема одержання водню з води за допомогою ЕАР та використання його для живлення батареї воднево-повітряних паливних комірок: 1 – накопичувач ЕАР, 2 – балон стиснутого водню, 3 – вентилі, 4 – корпус реактора, 5 – магнітопровід індукційного змішувача, 6 – приймач та накопичувач шламу відпрацьованих ЕАР, 7 - конденсатор водяної пари, 8 – фільтр, 9 – лінія подачі повітря, 10 – батарея паливних комірок, 11 – лінії відведення води, що утворюється в паливних комірках, 12 – збірник води, 13 – насос, 14 – котел-випаровувач, 15 – лінія відбору шламу.

Області застосування

Енергоакумулюючі речовини (ЕАР) на основі алюмінію та магнію можуть використовувати для одержання водню з води і живлення ним паливних комірок, які застосовуються в транспортній, енергетичній, космічній, оборонній та інших галузях.

Короткий опис

Розроблені ЕАР на основі алюмінію та магнію є високоактивними матеріалами, здатними виділяти водень з води при кімнатній та близьких до кімнатної температурах. Виділення водню з води за допомогою таких ЕАР є перспективним методом одержання водню для живлення широкого спектру паливних комірок.

Результати

Розроблено метод активації алюмінію та його сплавів з магнієм шляхом легування металами-активаторами ІІ-V груп Періодичної системи елементів, який дає можливість отримувати ЕАР, здатні виділяти водень з води при температурах, близьких до кімнатної. Виконані дослідження кінетики взаємодії підготовлених сплавів з водою і визначені оптимальні склади ЕАР на основі алюмінію та магнію для виділення водню з води і живлення ним паливних комірок.

Переваги

ЕАР на основі алюмінію та магнію характеризуються високими значеннями енергоємності на одиницю маси. За цим показником вони значно перевищують літій-йонні акумулятори. Генерування електричної енергії в паливних комірках з використанням водню, одержаного за допомогою ЕАР, є екологічно безпечним процесом. Одержання за допомогою розроблюваних ЕАР водню з води безпосередньо на місці його використання усуває значні проблеми, обумовлені необхідністю транспортування, накопичення та зберігання водню.

Конкуренти

Компанії, що займаються розробкою паливних комірок та систем їх живлення:
International Fuel Cells (США + Японія),
Elenko (Бельгія + Нідерланди),
Siemens (Німеччина),
Fiat (Італія), Jonson Metju (Англія).

Стан розробки

Розроблена методологія виготовлення ЕАР на основі активованих алюмінію та магнію в лабораторних умовах шляхом легування їх легкоплавкими металами-активаторами. Напрацьовані зразки ЕАР, що реагують з водою при температурі 25°С і вище, і проведені дослідження кінетики їх взаємодії з водою, що дало можливість визначити оптимальні склади ЕАР для використання їх в генераторах водню гідролізного типу різної продуктивності.

Інтелектуальна власність

Патент України на корисну модель № 121731, МПК С22С 21/00, С01В 3/08. Сплави на основі алюмінію для виділення водню з води / Ф.Д. Манілевич, Б.І. Данильцев, А.В. Куций, Ю.К. Пірський. – Заявка u 2017 07079 від 05.07.2017. – Опубл. 11.12.2017, Бюл. № 23/2017; заявник Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України.

Контактна інформація

Виконавець: Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України

Проект №3 «Розробка енергоакумулюючих речовин на основі алюмінію та магнію, здатних виділяти водень з води для живлення паливних комірок»

Контактна особа:

Kерівник проекту
kандидат хімічних наук

Teл. +38 044 225-00-12

Е-mail:fedor@ionc.kar.net