стажер-исследователь ОИВТ РАН
intern researcher in JIHT RAS
стажер-исследователь ОИВТ РАН
intern researcher in JIHT RAS
канд. техн. наук, зав. лабораторией энергоаккумулирующих веществ ОИВТ РАН
Ph.D. in Engineering Science, Chief of Laboratory of Energy Accumulating Materials in JIHT RAS
д-р физ.-мат. наук по специальности «Теплофизика и молекулярная физика», руководитель Научно-исследовательского центра новых энергетических проблем ОИВТ РАН
Doctor of Physical and Mathematical Sciences with a degree in «Thermal physics and molecular physics», head of Institute for New Energetic Problems in JIHT RAS
д-р техн. наук, руководитель отдела алюмоэнергетики ОИВТ РАН
Doctor of Engineering Science, head of Department of Aluminum Energy in JIHT RAS
Данная работа посвящена разработке научно-технических основ создания энергетических установок, использующих в качестве топлива алюминий, а в качестве окислителя – воду, применительно к использованию их в условиях низких температур. Генерация водорода в условиях низких температур при окислении алюминия в воде или водных растворах осложняется формированием на его поверхности оксидной пленки, а также уменьшением скорости реакции при понижении температуры. Тем не менее, в данной работе приведены методы, позволяющие решить вышеуказанные проблемы. Эксперименты показали, что объем водорода, выделившегося при взаимодействии порошка активированного алюминия с водным раствором KOH, значительно выше, чем с растворами ZnCl2 и CaCl2. При –10 °C степень превращения алюминия для NaOH равна 94%, для KOH – 93%; при –20 °C: для NaOH – 36%, для KOH – 80%. Для раствора KOH при –30 °C и –40 °C: 67 и 17% соответственно. При окислении гранул неактивированного алюминия в водном растворе соляной кислоты с добавлением соли CuCl2 выделилось более 2120 мл водорода; для раствора FeCl3 был зарегистрирован выход водорода порядка 70 мл при частичном замерзании раствора.
The present study is devoted to developing the concept of the power units using aluminium as an energy carrier and water as an oxidizing agent which are able to operate under low temperature conditions. In this paper there are given the methods allowing one to carry out a rapid reaction of aluminium oxidation involving generation of hydrogen at low temperatures below zero. In the experiments both granulated non-activated aluminium (the sizes of pellets are about 5 mm) and powdered aluminium activated by liquid eutectic on the basis of gallium Ga-In-Zn. The experimental data obtained demonstrated that hydrogen yield obtained in the reaction of activated aluminium with KOH water solution was considerably higher than these figures for ZnCl2 and CaCl2 solutions. At a temperature of –10 °C aluminium conversion for NaOH solution is equal to 94%, for KOH – 93%; at –20 °C: for NaOH – 36%, for KOH – 80%. For KOH solution at –30 °C and –40 °C these values are 67 and 17 % respectively. In the experiments on oxidation of non-activated aluminium in hydrochloric acid water solution in the presence of CuCl2 oxidation of 2.5 g aluminium resulted in generation of 2120 ml hydrogen; for FeCl3 solution hydrogen yield was equal to 70 ml with partial freezing of the solution.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.