Купить (100 RUB)
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА В АКУСТОПЛАЗМЕННОМ РАЗРЯДЕ В ПОТОКЕ ЖИДКОФАЗНОЙ СРЕДЫ
https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.01-03.042-048
Аннотация
Проведено исследование плазменного разряда в потоке жидкости под высоким давлением с целью получения газообразного водорода. Были разработаны методы и оборудование для возбуждения плазменного разряда в потоке жидкой среды. Поток жидкости под избыточным давлением направляется в гидродинамический излучатель, расположенный на входе реактора, в котором в жидкости за счет перепада давления и понижения энтальпии потока формируется сверхзвуковое двухфазное парожидкостное течение при пониженном давлении. В реакторе расположены электроды, между ними с помощью внешнего источника питания создается электрическое поле, напряженность которого превышает порог пробоя этой двухфазной среды, приводящее к возбуждению низкотемпературного тлеющего квазистационарного плазменного разряда.
Проведена теоретическая оценка параметров такого разряда. Показано, что инициируемая в условиях потока жидкофазной среды в разрядном промежутке между электродами низкотемпературная плазма способна эффективно разлагать водородсодержащие молекулы органических соединений в жидкости с образованием газообразных продуктов, в которых доля водорода составляет более 90 %. Кроме того, при моделировании процесса были сделаны теоретические расчеты напряжения и тока разряда, которые согласуются с данными эксперимента. Производительность реакционной установки объемом 50 мл, применявшейся в экспериментах, составила 1,5 л водорода в минуту при использовании в качестве сырья смеси кислородсодержащих органических соединений. При разложении этих соединений в плазме в незначительных количествах образуются также твердофазные продукты: наночастицы углерода и наночастицы оксидов материалов разрядных электродов.
Ключевые слова
Об авторе
Н. А. Булычев
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)
Россия
Россия
д-р хим. наук, ведущий научный сотрудник, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН; профессор МАИ.
д. 53, Ленинский пр-т, Москва, 119991, Россия
тел.: +7(499)132-62-47
д. 4, Волоколамское шоссе, Москва, 125993, Россия
тел.: +7(499)135-78-90
Список литературы
1. Bulychev, N.A. Plasma discharge with surround glow in the liquid phase under the impact of ultrasound / N.A. Bulychev [et al.] // Bull. Lebedev Phys. Inst. – 2012. – Vol. 39. – No. 7. – P. 214–220.
2. Klassen, N. Laser and electric arc synthesis of nanocrystalline scintillators / N. Klassen [et al.] // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 2010. – Vol. 57. – No. 3. – P. 1377– 1381.
3. Bulychev, N.A. Nanoscale metal oxide particles produced in the plasma discharge in the liquid phase upon exposure to ultrasonic cavitation. 1. Method for producing particles / N.A. Bulychev [et al.] // Bull. Lebedev Phys. Inst. – 2014. – Vol. 41. – No. 9. – P. 264–268.
4. Burkhanov, I.S. Nanoscale metal oxide particles produced in the plasma discharge in the liquid phase upon exposure to ultrasonic cavitation. 2. Sizes and stability. Dynamic light scattering study / I.S. Burkhanov [et al.] // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. – 2014. – Vol. 41. – No. 10. – P. 297–304.
5. Ivanov, A.V. Properties of metal oxide nanoparticles prepared by plasma discharge in water with ultrasonic cavitation / A.V. Ivanov [et al.] // Int. J. Nanotechnol. – 2017. – Vol. 14. – No. 7/8. – P. 618–626.
6. Bulychev, N.A. Hydrogen Production by Low-Temperature Plasma Decomposition of Liquids / N.A. Bulychev [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2017. – Vol. 42. – P. 20934–20938.
7. Bulychev, N.A. Study of Effect of Plasma Discharge on Microbiological Objects in a Liquid for Plasma Sterilization of Water / N.A. Bulychev [et al.] // Bulletin of A.M. Prokhorov Academy of Engineering Sciences. – 2013. – No. 2. – P. 83–90.
8. Ioni, Yu.V. Preparation of Finely Dispersed Nanographite / Yu.V. Ioni [et al.] // Inorganic Materials – 2011 – Vol. 47 – No. 6 – pp. 597–602.
9. Bulychev, N.A. Peculiarities of Metal Oxide Nanoparticles Obtained in Acoustoplasma Discharge / N.A. Bulychev [et al.] // J. Tech. Phys. Lett. – 2016. – Vol. 42. – No. 9. – P. 105–110.
10. Bulychev, N.A. Nanotechnological Aspects of Temperature-Dependent Decomposition of Polymer Solutions / N.A. Bulychev [et al.] // Nanoscience and Technology. An International Journal. – 2018. – Vol. 9. – No. 2. – P. 91–97.
11. Nikiforov, V.N. Elastic properties of HTSC ceramics / V.N. Nikiforov, N.A. Bulychev, V.V. Rzhevskii // Bulletin of the Lebedev Physical Institute. – 2016. – Vol. 43. – No. 2. – P. 74–79.
12. Ganiev, R.F. Effect of mechanical activation on surface modification in aqueous pigment disperse systems / R.F. Ganiev [et al.] // Doklady Chemistry. – 2006. – Vol. 407. – P. 54–56.
13. Bulychev, N.A. Ultrasonic Treatment Assisted Surface Modification of Inorganic and Organic Pigments in Aqueous Dispersions / N.A. Bulychev [et al.] // Journal of the Balkan Tribological Association. – 2008. – Vol. 1. – No. 14. – P. 30–39.
14. Bulychev, N.A. Structure of Adsorption Layers of Amphiphilic Copolymers on Inorganic or Organic Particle Surfaces / N.A. Bulychev [et al.] // Macromol. Chem. Phys. – 2010. – Vol. 9. – No 211. – P. 971–977.
15. Rudnev, A.V. Study of stability and dispersion composition of calcium hydroxyapatite in aqueous suspensions by capillary zone electrophoresis / A.V. Rudnev [et al.] // Russian Journal of Analytical Chemistry. – 2013. – Vol. 68. – No. 8. – P. 700.
16. Kirilina, Yu.O. Organic-inorganic hybrid hydrogels based on linear poly(N-vinylpyrrolidone) and products of hydrolytic polycondensation of tetramethoxysilane / Yu.O. Kirilina [et al.] // Polymer Science Series B. – 2009. – Vol. 51. – No. 3–4. – P. 135.
17. Булычев, Н.А. Получение водорода в акустоплазменном разряде из прямых водноуглеводородных эмульсий / Н.А. Булычев, М.Н. Кириченко, М.А. Казарян // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2018. – Т. 17. – № 16–18. – С. 38–40.
Рецензия
Для цитирования:
Булычев Н.А. ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА В АКУСТОПЛАЗМЕННОМ РАЗРЯДЕ В ПОТОКЕ ЖИДКОФАЗНОЙ СРЕДЫ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019;(01-03):42-48. https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.01-03.042-048
For citation:
Bulychev N.A. SYNTHESIS OF HYDROGEN IN ACOUSTOPLASMA DISCHARGE IN A LIQUID-PHASE STREAM. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2019;(01-03):42-48. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.01-03.042-048
Просмотров: 498
Послать статью по эл. почте 