alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2015.23.012alternative-297Research ArticleВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКАHYDROGEN ECONOMYЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ АЭРОГЕЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РЕАКТОРА КОНВЕРСИИ БИОМАССЫ В ВОДОРОДEXPERIMENTAL RESEARCH OF AEROGEL INSULATION COMPOSITES OF THE HYDROTHERMAL REACTOR FOR BIOMASS-TO-HYDROGEN CONVERSIONВеденинА. Д.VedeninA. D.

канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник Инновационного центра энергоэффективных экологически безопасных технологий ГОСНИТИ

PhD (engineering), associate professor, leading staff scientist, Scientific Research Institute GOSNITI, Federal Agency of Scientific Organizations, Russia

1117731@mail.ruВитязьП. А.VityazP. A.

руководитель аппарата, академик НАН Беларуси, Академии военных наук РФ и Международной Академии Евразии

head of Secretariat, acad. of National Academy of Sciences, Belarus.

vitiaz@presidium.bas-net.byИвановаИ. С.IvanovaI. S.

мл. научный сотрудник НИИ строительных материалов и технологий Московского гос. строительного университета» (МГСУ)

junior staff scientist of Scientific Research Institute of Building Materials and Technologies, Moscow State University of Civil Engineering

ivanova1907@gmail.comМазаловЮ. А.MazalovYu. A.

д-р техн. наук, профессор, руководитель инновационного центра энергоэффективных экологически безопасных технологий ГОСНИТИ

DSc (engineering), professor, head of Innovative Centre, Scientific ResearchInstitute GOSNITI, Federal Agency of Scientific Organizations, Russia

1117731@mail.ruПустовгарА. П.PustovgarA. P.

канд. техн. наук, профессор, проректор Московского гос. строительного университета (МГСУ)

PhD (engineering), professor, pro-rector of Moscow State University of Civil Engineering, Russia

advedenin@yandex.ruСудникЛ. В.SudnikL. V.

д-р техн. наук, директор Обособленного хозрасчетного подразделения «Научно-исследовательский институт импульсных процессов с опытнымпроизводством» Института порошковой металлургии НАНи.

DSc (engineering), head of ScientificResearch Institute of the Pulse Processes of Powder Metallurgy Institute of National Academy of Sciences, Belarus

lsudnik@tut.byВсероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ) 109428, Москва, 1-й Институтский проезд, д.1РоссияGOSNITI 1, 1st Institutskiy passage, Moscow, 109428 RussiaRussian FederationНациональная Академия Наук Беларуси Беларусь 220072, г. Минск, пр. Независимости, д.66БеларусьNational Academy of Sciences of Belarus 66, Independence Ave., Minsk, 220072, BelarusBelarusНИИ строительных материалов и технологий Московского государственного строительного университета (МГСУ) 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д.26РоссияScientific Research Institute of Building Materials and Technologies, Moscow State University of Civil Engineering 26 Yaroslavl highway, Moscow, 129337 RussiaRussian FederationНИИ ИП с ОП Института порошковой металлургии НАН Беларуси Беларусь 220005, г. Минск, ул. Платонова, д.41БеларусьScientific Research Institute of the Pulse Processes of Powder Metallurgy Institute of National Academy of Sciences, Belarus 41, st. Platonov, Minsk, 220005, BelarusBelarus2015260420160238794Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/297

Рассмотрены аэрогельные композиты SiO2–TiO2, используемые в теплоизоляции гидротермального реактора конверсии биомассы в водород, и метод их получения по жидкостекольной технологии. Технология получения композита включала следующие стадии: ионообмен натриевого жидкого стекла с получением гидрозоля кремнезема; концентрирование гидрозоля, формирование гидрогеля и его созревание; получение алкогеля композита SiO2–TiO2; модификация его поверхности; субкритическая сушка алкогеля с образованием амбигеля композита SiO2–TiO2; его термообработка, гранулирование и классификация. Исследовано влияние инфракрасного глушителя – диоксида титана и температуры термообработки аэрогельного композита SiO2–TiO2 на его структурные и тепловые характеристики, а также рассмотрены возможности увеличения выхода водорода за счет снижения потерь энергии в результате применения вакуумной теплоизоляции стенок реактора. 

This paper presents aerogel SiO2–TiO2composites used for thermal protection of biomass-to-hydrogen hydrothermal reactor and the method of their production. The technology of aerogel composites production includes the following stages: ion exchange of liquid Na-glass leading to formation of hydrosol silica; hydrosol concentration; formation and maturing of hydrogel; production of SiO2-TiO2alcogel; modification of its surface; subcritical drying of alcogel leading to formation ofSiO2-TiO2 ambigel; its heat treatment, granulating and classification. The influence of the infrared opacifier (titania) and the heat treatment temperature of SiO2-TiO2composite on its structural and thermal characteristics is investigated. Possibilities of increasing the hydrogen yield by reduction of energy losses using vacuum thermal insulation for reactor walls are examined.  

водородная энергетикагидротермальный реакторвакуумная теплоизоляциякомпозиты SiO2–TiO2аэрогельтермообработкатеплопроводностьhydrogen powerhydrothermal reactorvacuum thermal insulationSiO2-TiO2 compositesaerogelheat treatmentheat conductivityReferencesШабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов. М.: Академкнига, 2006.Shabanova N.А., Popov V.V., Sarkisov P.D. Himiâ i tehnologiâ nanodispersnyh oksidov. Moscow: Аkademkniga Publ., 2006 (in Eng.).Пустовгар А.П., Веденин А.Д. Технология получения гранулированных теплоизоляционных нано-композитов на основе аэрогеля кремнезема. Сб. тез. докл. XIV Межд. научно-техн. конф. «Наукоемкие химические технологии-2012». М., 2012. С. 352.Pustovgar А.P., Vedenin А.D. Tehnologiâ polučeniâ granulirovannyh teploizolâcionnyh nanokompozitov na osnove aèrogelâ kremnezema. Sb. tez. dokl. XIV Mežd. naučno-tehn. konf. «Naukoemkie himičeskie tehnologii-2012», Moscow, 2012, pp. 352 (in Russ.).Mazalov Y., Pustovgar A., Grigorev V., Vedenin A., Adamtsevich A. Technology for Hydrothermal Destruction of Organic Fuel Materials // Applied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 752. P. 873-877.Mazalov Y., Pustovgar A., Grigorev V., Vedenin A., Adamtsevich A. Technology for hydrothermal destruction of organic fuel materials. Applied Mechanics and Materials, 2015, vol. 752, pp. 873–877 (in Eng.).Reddy S.N. et al. Supercritical water gasification of biomass for hydrogen production // International Journal of Hydrogen Energy. 2014. Vol. 39, No. 13. С. 6912-6926.Reddy S.N. et al. Supercritical water gasification of biomass for hydrogen production. International Journal of Hydrogen Energy, 2014, vol. 39, no. 13, pp. 6912–6926 (in Eng.).Ismail A.A., Ibrahim I.A. Impact of supercritical drying and heat treatment on physical properties of titania/silica aerogel monolithic and its applications // J. Applied Catalysis A:General. 2008. Vol. 346 (1–2). P. 200–205.Ismail A.A., Ibrahim I.A.Impact of supercritical drying and heat treatment on physical properties of titania/silicaaerogel monolithic and its applications. J. Applied Catalysis A:General, 2008, vol. 346(1–2), pp. 200–205 (in Eng.).Kwon Y.G., Choi S.Y., Kang E.S., Baek S.S. Ambient-dried silica aerogel doped with TiO2 powder for thermal insulation // J. Mater. Sci. 2000. Vol. 35. P. 6075–6079.Kwon Y.G., Choi S.Y., Kang E.S., Baek S.S. Ambient-dried silica aerogel doped with TiO2 powder for thermal insulation. J. Mater. Sci. 2000, vol. 35, pp. 6075–6079 (in Eng.).Hwang S.E., Jang H.H., Hyun H.H., Ahn Y.S. Effective preparation of crack-free silica aerogels via ambient drying // J. Sol-Gel Sci. Techn. 2007. Vol. 41. P. 139–146.Hwang S.E., Jang H.H., Hyun H.H., Ahn Y.S. Effective preparation of crack-free silica aerogels via ambient drying. J. Sol-Gel Sci. Techn., 2007. 4vol. 1, pp. 139–146 (in Eng.).Caps R., Fricke J. Thermal Conductivity of Opacified Powder Filler Materials for Vacuum Insulations // Int. J. of Termophysics. 2000. Vol. 21(2). P. 445–452.Caps R., Fricke J. Thermal conductivity of opacified powder filler materials for vacuum insulations. Int. J. of Termophysics, 2000, vol. 21(2), pp. 445–452 (in Eng.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.