Оценка возможности применения алюминия для получения водородного топлива

Одним из перспективных видов топлива с точки зрения экономики и экологии является водород. При его сжигании отсутствуют парниковые газы и образуется вода, которую повторно можно разложить на водород и кислород, причем не вызывая никакого загрязнения окружающей среды. Однако применение водорода в качестве энергоносителя имеет ряд недостатков: технические и экономические трудности при его хранении, транспортировании и распределении, взрывоопасность смеси водород–воздух. В связи с этим целесообразно использовать энергоаккумулирующие вещества, в частности алюминий, в качестве промежуточного энергоносителя для производства водорода. С помощью концепции выработки электроэнергии, основанной на окислении алюминия в воде, предложено получать тепловую энергию из водородного топлива. Изучена кинетика образования водорода при химическом разложении воды. Проведена серия экспериментов, позволивших выявить зависимости скорости выделения Н₂ и объема водорода, выделившегося с поверхности алюминиевого образца, от времени реакции.

Литература

[1] Берш А.В., Клейменов Б.В., Мазалов Ю.А., Низовцев В.Е. Перспективы развития водородной энергетики на основе алюминия. ИНФОРМОСТ — радиоэлектроника и телекоммуникации, 2005, № 2(38), с. 62–64.

[2] Жук А.З., Клейменов Б.В., Школьников Е.И., Берш А.В., Григорьянц Р.Р., Деньщиков К.К., Ларичев М.Н., Мазалов Ю.А., Мирошниченко В.И., Шейндлин А.Е. Алюмоводородная энергетика. Москва, ОИВТ РАН, 2007. 278 с.

[3] Варшавский И.Л. Энергоаккумулирующие вещества и их использование. Киев, Наукова Думка, 1980. 238 с.

[4] Дмитриев А.Л., Иконников В.К., Рыжкин В.Ю., Румянцев А.И. Технологии применения алюминия в водородной энергетике. Альтернативная энергетика и экология, 2010, № 6(86), с. 127–129.

[5] Мазалов Ю.А., Сороковиков А.И. Направления исследований по разработке технологических основ алюмоэнергетики для обеспечения энергосбережения на объектах агропромышленного комплекса России. Машинно-технологическая станция, 2003, № 1, с. 47–49.

[6] Soler L., Macanás J., Muñoz M., Casado J. Aluminum and aluminum alloys as sources of hydrogen for fuel cell applications. Journal of Power Sources, 2007, vol. 169, pp. 144–149.

[7] Шейндлин А.Е., ред. Окисление алюминия водой для эффективного производства энергии. Москва, Наука, 2012. 172 с.

[8] Хайри А.Х., Бадаев Ф.З., Омаров А.Ю., Айрих А.И. Исследование кинетики взаимодействия алюминиево-магниевых сплавов с водным раствором гидроксида натрия. Известия московского государственного индустриального университета, 2012, № 1, с. 42–45.

[9] Souza Santos P., Souza Santos H., Toledo S.P. Standard Transition Aluminas: Electron Microscopy Studies. Materials Research, 2000, vol. 3, no. 4, pp. 104–114.

[10] Терещук В.С. Сплав на основе алюминия для генерирования водорода, способ его получения и газогенератор водорода. Пат. 2253606РФ, заявл. 16.02.2004, опубл. 10.06.2005, бюл. № 16, 5 с.

[11] Чудотворова Е.О., Бестужев П.И., Козляков В.В. Безопасность получения водорода при окислении алюминия водными растворами щелочи. Чернобыль — 30 лет, Матер. Междунар. науч.-практ. конф., Москва, 21 апреля 2016 г., Москва, Академия ГПС МЧС России, 2016, с. 309–311.

[12] Клиншпонт Э.Р., Рощектаев Б.М., Милинчук В.К. Кинетика накопления водорода при химическом разложении воды в гетерогенных композициях. Альтернативная энергетика и экология, 2012, № 3(133), с. 116–120.

[13] Бадаев Ф.З., Рыбальченко В.В., Хайри А.Х., Касатова Н.А., Айрих А.И. Определение кинетических параметров взаимодействия алюминиево-магниевых сплавов с водным раствором гидроксида натрия. Машиностроение и инженерное образование, 2013, № 1(34), с. 17–20.

[14] Чудотворова Е.О., Козляков В.В. Исследование кинетики получения водорода при взаимодействии алюминия и его сплавов с водными растворами щелочи. Матер. XXVII Междунар. инновационно-ориентированной конф. молодых ученых и студентов МИКМУС-2015, Москва, 2–4 декабря 2015 г., Москва, Изд-во ИМАШ РАН, 2015, с. 544–545.

[15] Бестужев П.И., Чудотворова Е.О., Захарова А.А. Проблемы безопасности получения водорода в электрохимических методах. Инновационное развитие легкой и текстильной промышленности. Сб. матер. Всерос. науч. студенческой конф., ч. 2, Москва, 4–6 апреля 2017 г., Москва, РГУ им. А.Н. Косыгина, 2017, с. 76–79.