Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГЕНЕРАЦИИ ВОДОРОДА ПРИ ОКИСЛЕНИИ МАГНИЯ В СОЛЕВЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРАХ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ –40 ºC ДО +20 ºC

https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.10-12.063-074

Полный текст:

Аннотация

Статья посвящена исследованию процесса генерации водорода при окислении магния в солевых водных растворах в условиях низких температур. Определен состав водных растворов, которые обеспечивают окисление магния при низких температурах с выделением водорода, а также температурная зависимость скорости протекания данной реакции для создания водородогенерирующей установки. Для этого был проведен ряд экспериментов по окислению магния в различных водных растворах. Эксперименты показали, что при 0 ºC степень превращения магния для раствора MgCl2 составляет 94,5 %, для AlCl3 – 84,5 %; при –20 ºC для раствора MgCl2 степень превращения – 32,5 %, для AlCl3 – 65,1 %; при –40 ºC для раствора AlCl3 – 85,2 %. В работе показано, что применение порошка магния при низких отрицательных температурах позволяет получать водород с высокой степенью превращения. Полученные результаты могут лечь в основу создания энергетических установок для использования в арктических условиях, а также для энергообеспечения беспилотных летательных аппаратов (на высоте 6 000 м, Tвоздуха = –24 ºC).

 

 

Об авторах

О. А. Буряковская
ФГБУН «Объединенный институт высоких температур РАН»
Россия

младший научный струдник 



С. С. Рыжкова
ФГБУН «Объединенный институт высоких температур РАН»
Россия

магистр, стажер исследователь




М. С. Власкин
ФГБУН «Объединенный институт высоких температур РАН»
Россия
канд. тех. наук, заведующий лабораторией 3.2.2 (энергоаккумулирующих веществ)


Список литературы

1. Носырев, И. Лёгкий, но не легковесный [Электронный ресурс] / И. Носырев // Русская планета: интернет журн. – 2016. – Режим доступа: http://rusplt.ru/sdelano-russkimi/legkiy-no-nelegkovesnyiy-22818.html – (Дата обращения: 04.04.2016).

2. Попель, О.С. Использование возобновляемых источников энергии для энергоснабжения потребителей в Арктической зоне Российской Федерации [Текст] / О.С. Попель [и др.] // Арктика: экология и экономика. – 2015. – №1 (17). – С. 64–69.

3. Alinejad, B. A novel method for generating hydrogen by hydrolysis of highly activated aluminum nanoparticles in pure water [Text] / B. Alinejad, K. Mahmoodi // Int. J. Hydrogen Energy. – 2009. – Vol. 34. – P. 7934–38.

4. Mahmoodi, K. Enhancement of hydrogen generation rate in reaction of aluminum with water [Text] / K. Mahmoodi, B. Alinejad // Int. J. Hydrogen Energy. – 2010. – Vol. 35. – P. 5227–5232.

5. Huang, X. A Review: Feasibility of hydrogen generation from the reaction between aluminum and water for fuel cell applications [Text] / Xiani Huang [et al.] // J. Power Sources. – 2013. – Vol. 229. – P. 133–140.

6. Parmuzina, A.V. Activation of aluminium metal to evolve hydrogen from water [Text] / A.V. Parmuzina, O.V. Kravchenko // Int. J. Hydrogen Energy. – 2008. – Vol. 33. – P. 3073–3076.

7. Ilyukhina, A.V. Hydrogen generation from water by means of activated aluminum [Text] / A.V. Ilyukhina, A.S. Ilyukhin, E.I. Shkolnikov // Int. J. Hydrogen Energy. – 2012. – Vol. 37. – P. 16382–16387.

8. Rosenband, V. Application of activated aluminum powder for generation of hydrogen from water [Text] / V. Rosenband, A. Gany // Int. J. Hydrogen Energy. – 2010. – Vol. 35. – P. 10898–10904.

9. Aleksandrov, Y.A. Reaction of aluminum with dilute aqueous NaOh solutions [Text] / Y.A. Aleksandrov, E.I. Tsyganova, A.L. Pisarev // Russ. J. Gen. Chem. – 2003. – Vol. 73. – P. 689–694.

10. Soler, L. Hydrogen generation from aluminum in a non-consumable potassium hydroxide solution [E-resource] / L. Soler, [et al.] // Proceedings International Hydrogen Energy Congress and Exhibition IHEC 13–15, 2005, pp. 1–7. Available at: www.researchgate.net/profile/Lluis_Soler/publication/260 134148_Proceedings_International_Hydrogen_Energy_C ongress_and_Exhibition_IHEC_2005/links/54c753ed0cf2 89f0ceccf629.pdf

11. Амбарян, Г.Н. Генерация водорода путем окисления алюминия в низкоконцентрированном водном растворе калиевой щелочи при интенсивном перемешивании [Текст] / Г.Н. Амбарян [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2015. – Vol. 23. – P. 95–104.

12. Ambaryan, G.N. Hydrogen generation by oxidation of coarse aluminum in low content alkali aqueous solution under intensive mixing [Text] / G.N. Ambaryan, M.S. Vlaskin // Int. J. Hydrogen Energy. – 2016. – Vol. 41. – P. 17216–17224.

13. Fan, M.Q. Study of the controllable reactivity of aluminum alloys and their promising application for hydrogen generation [Text] / M.Q. Fan [et al.] // Energy Conversion and Management. – 2010. – Vol. 51. – P. 594–599.

14. Kravchenko, O.V. Activation of aluminum metal and its reaction with water [Text] / O.V. Kravchenko, [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. – 2005. – Vol. 397. – P. 58–62.

15. Fan, M.Q. Hydrogen generation by hydrolysis reaction of ball-milled Al-Bi alloys [Text] / M.Q. Fan, F. Xu, L.X. Sun // Energy Conversion and Management. – 2007. – Vol. 21 (4). – P. 2294–2298.

16. Deng, Z.Y. Effect of different modification agents on hydrogen-generation by the reaction of Al with water [Text] / Z.Y. Deng [et al.] // Int. J. Hydrogen Energy. – 2010. – Vol. 35. – P. 9561–9568.

17. Wang, H.-W. Generation of hydrogen from aluminum and water-Effect of metal oxide nanocrystals and water quality [Text] / H.-W. Wang [et al.] // Int. J. Hydrogen Energy. – 2011. – Vol. 36. – P. 15136–15144.

18. Huang, X.N. Hydrogen generation from hydrolysis of aluminum/graphite composites with a core-shell structure [Text] / X.N. Huang [et al.] // Int. J. Hydrogen Energy. – 2012. – Vol. 37. – P. 7457–7463.

19. Берш, А.В. Исследование процессов генерации пароводородной смеси в реакторе гидротермального окисления алюминия для энергетических установок [Текст] / А.В. Берш [и др.] // Теплофизика высоких температур. – 2010. – Т. 48. – № 6. – С. 908– 915.

20. Vlaskin, M.S. Computational and experimental investigation on thermodynamics of the reactor of aluminum oxidation in saturated wet steam [Text] / M.S. Vlaskin [et al.] // International J. Hydrogen energy. – 2010. – Vol. 35. – No. 5. – P. 1888–1894.

21. Vlaskin M.S. An experimental aluminum-fueled power plant / M.S. Vlaskin. [et al.] // J. Power Sources. – 2011. – Vol. 196. – No. 20. – P. 8828–8835.

22. Shkolnikov, E.I. Aluminum as energy carrier: Feasibility analysis and current technologies overview [Text] / E.I. Shkolnikov [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2011. – Vol. 15. – No. 9. – P. 4611–4623.

23. Mei-ShuaiZou. The preparation of Mg-based hydro-reactive material sand their reactive properties in seawater [Text] / Mei-ShuaiZou [et al.] // Int. J. Hydrogen Energy. – 2011. – Vol. 36. – P. 6478–6483.

24. Kravchenko, O.V. Hydrogen generation from magnesium oxidationby water in presence of halides of transition andnon-transition metals [Text] / O.V. Kravchenko [et al.] // Int. J. Hydrogen Energy. – 2015. – Vol. 40. – P. 12072–12077.

25. Buryakovskaya, O.A. Generation of hydrogen by aluminium oxidation in aqueous solutions at low temperatures [Text] / O.A. Buryakovskaya [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2016. – Vol. 41. – No. 4. – P. 2230–2237.


Для цитирования:


Буряковская О.А., Рыжкова С.С., Власкин М.С. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГЕНЕРАЦИИ ВОДОРОДА ПРИ ОКИСЛЕНИИ МАГНИЯ В СОЛЕВЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРАХ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ –40 ºC ДО +20 ºC. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(10-12):63-74. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.10-12.063-074

For citation:


Buryakovskaya O.A., Ryzhkova S.S., Vlaskin M.S. THE STUDY OF THE HYDROGEN PRODUCTION DURING THE MAGNESIUM OXIDATION IN AQUEOUS SALT SOLUTIONS AT TEMPERATURES RANGING FROM –40 ºC TO +20 ºC. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(10-12):63-74. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.10-12.063-074

Просмотров: 188


ISSN 1608-8298 (Print)