Росія готує потужні прориви в галузі альтернативної енергетики

Найкраще паливо.Найголовніший характер палива - це його специфічна тепла згоряння - значення, що показує кількість тепла, що генерується при згоранні одного кілограма палива. Наприклад, з кілограма сухої берези, можна отримати 15 МДж тепла, а з антрациту вдвічі більше. Специфіка тепла згоряння бензину 42-44 МДж / кг. Чемпіоном цієї характерної є водень, що дає 141 МДж тепла при спалювання однієї кілограми.







Виявляється, що водень є найкращим паливом. Є ще одна перевага водню: коли він спалюється, утворюється тільки вода. Гідроген є екологічно чистим паливом. Чому це не так широко використовується як масло або природний газ?

Видобуток і використанняПроблема полягає в тому, що водень не відбувається на Землі як родовища чистого газу, хоча це найнадійніший елемент у Всесвіті. Гідроген повинен бути отриманий з речовин, що містять його. Це вимагає енергії, яка повинна бути вироблена за допомогою звичайних палива або електроенергії з атомних електростанцій. Виявляється, що перехід до водню як паливо не вирішує проблему виснаження викопних паливних ресурсів.

Ще однією проблемою є використання водню. В принципі можна використовувати звичайний двигун внутрішнього згоряння після реконструкції. Однак навіть з кращими двигунами ефективність ледь до 50%. Чи варто виготовити весь фуз з водневою енергією, щоб відправити половину тепла в атмосферу? Крім того, взаємодія водню зі сталі призводить до так званої корозії водню, завдяки якій сталь стає ламким без видимих ознак руйнування поверхні.

Паливні клітиниБільш перспективним є паливна клітина (FE), в якій хімічна енергія безпосередньо перетворюється в електроенергію без горіння. Фактично паливний елемент проходить протилежний процес електролізу води. Вихід ТЕ - вода. На відміну від двигунів внутрішнього згоряння, паливні елементи не роблять шуму і не вимагають змащування.









По конструкції паливні елементи можна розділити на шість типів, кожен з яких має свої переваги і недоліки. Наприклад, для ТЕ з протон-обмінною мембраною необхідно платинум, що значно підвищує вартість виробу.

Найдешевші твердотільні оксидні паливні елементи (TOTE) працюють при дуже високих температурах – до тисяч градусів. Для такої роботи необхідно спочатку нагріти до робочої температури, а потім температура буде підтримуватися через спеку хімічної реакції. Але ТОТЕГ є «однорідним» і може працювати на будь-якому паливі, не тільки водню. Вартість електроенергії, отриманої за допомогою TOTE 25 рублів за годину кілвата.

РусскийУкраїнськаБеларускаяOʻzbek tiliEnglishОчевидно, що основне завдання розробників TOTE полягає в зменшенні робочої температури елемента, оскільки тривала робота при високих температурах вимагає спеціальних матеріалів. Російські вчені, зокрема фахівці Урального федерального університету, також сприяють розв'язанню цієї проблеми, експериментуючи з різними оксидами.

Останнім часом наші вчені разом з індійськими колегами від центру Jawaharlal Nehru для поглиблених наукових досліджень в Бангалорі, здобули грантовий конкурс російського фонду фундаментальних досліджень. Як зазначено в прес-релізі на сайті УФУ, основним завданням цього спільного проекту є розробка найбільш перспективних оксидних матеріалів для ТОТ.





Науково-дослідні групи з обох країн вже мають багатий науковий фон на тему та статті, опубліковані в наукових виданнях.

Ми бажаємо успіхів у цьому непростому задачі. Росія та Індія мають хороші перспективи стати лідерами у виробництві паливних елементів для водневої енергії.

На даний момент вартість паливних елементів на міжнародному ринку коливається близько трьох тисяч доларів за кілограм (не плутати з кіловатами!) електроенергії, виробленої. Маркетингові дослідження показують, що коли ціна вирізати навпіл, паливні клітини зможуть конкурувати з традиційними джерелами енергії. Для вирішення цієї проблеми також працюватимуть російські та індійські вчені.

P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: oko-planet.su/sciencenews/328792-razvorot-na-vodorod-rossiya-gotovit-moschneyshiy-proryv-oblasti-alternativnoy-energetiki.html