Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

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

Экспериментальные исследования процесса синтеза водорода в плазменном разряде в потоке жидкофазной среды

https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.04-06.046-050

Полный текст:

Аннотация

В данной работе проведены экспериментальные исследования процесса получения водорода в плазменном разряде, инициируемом в потоке жидкостей различного химического состава. Двухфазный поток создавался при прохождении жидкой среды под высоким давлением через гидродинамический излучатель. В жидкости за счет перепада давления и понижения энтальпии потока формируется сверхзвуковое двухфазное парожидкостное течение при пониженном давлении. Плазменный разряд инициировался с помощью внешнего источника питания, который создает электрическое поле внутри реакционной камеры. Были проведены испытания нескольких форм и размеров реакционных камер с различным расположением электродов.

В качестве исходных жидкостей использовались вода, спирты, сложные эфиры и их смеси с водой. В результате экспериментальных исследований 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 со значительной долей водорода. Показано, что процесс наиболее эффективен при использовании в качестве сырья смесей спиртов и воды. Это открывает возможность применения данного процесса при переработке неочищенного этанола и других продуктов брожения дешевого растительного сырья. При разложении органических соединений в плазме образуются также незначительные количества наночастиц углерода и наночастиц оксидов материалов разрядных электродов.

Об авторе

Н. А. Булычев
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН; Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)
Россия

Николай Алексеевич Булычев - доктор химических наук, ведущий научный сотрудник, Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН; профессор МАИ, h-index 12.

Д. 53, Ленинский пр-т, Москва, 119991, тел.: +7(499)132-62-47; д. 4, Волоколамское шоссе, Москва, 125993, 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. 13771381.

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. Plasma Discharge in Liquid Phase Media under Ultrasonic Cavitation as a Technique for Synthesizing Gaseous Hydrogen / Bulychev [et al.] // Bulletin of the Lebedev Physical Institute - 2018. - Vol. 45 - I. 9 - P. 263-266.

8. Булычев, Н.А. Получение водорода в акустоплазменном разряде в потоке жидкофазной среды // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). - 2019. - № 1-3. -С. 42-48.

9. Формалев, В.Ф. Методология решения обратных коэффициентных задач по определению нелинейных теплофизических характеристик анизотропных тел / В.Ф. Формалев, С.А. Колесник // Теплофизика высоких температур. - 2013. - Т. 51 - № 6. - С. 875-883.

10. Формалев, В.Ф. Аналитическое исследование теплопереноса при плёночном охлаж-дении тел / В.Ф. Формалев, С.А. Колесник, А.А. Чипашвили // Теплофизика высоких температур. - 2006. - Т. 44. -№ 1. - С. 107-112.

11. Формалев, В.Ф. Аналитическое исследование теплового состояния анизотропной пластины при наличии теплообмена на свободных границах / В.Ф. Формалев, С.А. Колесник // Математическое моделирование. - 2003. - Т. 15. - № 6. - С. 107-110.

12. Колесник, С.А. Метод идентификации нелинейных компонентов тензора теплопроводности анизотропных материалов / С.А. Колесник // Математическое моделирование. - 2014. - Т. 26. - № 2. - С. 119-132.

13. Формалев, В.Ф. Методика, алгоритм и программный комплекс по определению теплового состояния охлаждаемых микроракетных двигателей [Электронный ресурс] / В.Ф. Формалев, С.А. Колесник // Труды МАИ. - 2014. - № 78.

14. Ioni, Yu.V. Preparation of Finely Dispersed Nanographite / Yu.V. Ioni [et al.] // Inorganic Materials-2011 - Vol. 47 - No. 6 - pp. 597-602.

15. 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.

16. Polymer Solutions / N.A. Bulychev [et al.] // Nanoscience and Technology. An International Journal. - 2018. - Vol. 9. - No. 2. - P. 91-97.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.


Для цитирования:


Булычев Н.А. Экспериментальные исследования процесса синтеза водорода в плазменном разряде в потоке жидкофазной среды. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019;(4-6):46-50. https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.04-06.046-050

For citation:


Bulychev N.A. Experimental Studies of Process of Hydrogen Synthesis in Plasma Discharge in a Liquid-Phase Stream. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2019;(4-6):46-50. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.04-06.046-050

Просмотров: 182


ISSN 1608-8298 (Print)