ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ АЛЮМИНИЯ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ВОДОРОДА

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.

1. Клейменов Б.В., Мазалов Ю.А., Берш А.В., Низовцев В.Е. Перспективы развития водородной энергетики на основе алюминия // ИНФОРМОСТ радиоэлектроника и телекоммуникации. 2005. № 3(39). С. 58-60.

2. Babak Alinejad, Korosh Mahmoodi. A novel method for generating hydrogen by hydrolysis of highly activated aluminum nanoparticles in pure water // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. Vol. 34. P. 7934-38.

3. Korosh Mahmoodi, Babak Alinejad. Enhancement of hydrogen generation rate in reaction of aluminum with water // Int. J. Hydrogen Energy. 2010. Vol. 35. P. 5227-32.

4. Xiani Huang, Tong Gao, Xiaole Pan, Dong Wei, Chunju Lv, Laishun Qin, Yuexiang Huang. A Review: Feasibility of hydrogen generation from the reaction between aluminum and water for fuel cell applications // J. Power Sources. 2013. Vol. 229. P. 133-40.

5. Parmuzina A.V., Kravchenko O.V. Activation of aluminium metal to evolve hydrogen from water // Int. J. Hydrogen Energy. 2008. Vol. 33. P. 3073-76.

6. Ilyukhina A.V., Ilyukhin A.S., Shkolnikov E.I. Hydrogen generation from water by means of activated aluminum // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. Vol. 37. P. 16382-87.

7. Rosenband V., Gany A. Application of activated aluminum powder for generation of hydrogen from water // Int. J. Hydrogen Energy. 2010. Vol. 35. P. 10898-904.

8. Берш А.В., Лисицын А.В., Сороковиков А.И., Власкин М.С., Мазалов Ю.А., Школьников Е.И. Исследование процессов генерации пароводородной смеси в реакторе гидротермального окисления алюминия для энергетических установок // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48, № 6. С. 908-915.

9. Vlaskin M.S., Shkolnikov E.I., Lisicyn A.V., Bersh A.V., Zhuk A.Z. Computational and experimental investigation on thermodynamics of the reactor of aluminum oxidation in saturated wet steam // International J. Hydrogen energy. 2010. Vol. 35, № 5. P. 1888-1894.

10. Vlaskin M.S., Shkolnikov E.I., Bersh A.V., Zhuk A.Z., Lisicyn A.V., Sorokovikov A.I., Pankina Y.V. An experimental aluminum-fueled power plant // J. Power Sources. 2011. Vol. 196, № 20. P. 8828-8835.

11. Shkolnikov E.I., Zhuk A.Z., Vlaskin M.S. Aluminum as energy carrier: Feasibility analysis and current technologies overview // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011. Vol. 15, № 9. P. 4611-4623.

12. Синявский В.С., В Устьянцев.У. Защита от коррозии бурильных труб из алюминиевых сплавов. М.: Недра, 1976.

13. Путилова И.Н., Балезин С.А., Баранник В.П. Ингибиторы коррозии металлов. М.: Госхимиздат, 1958.

14. Щукин Е.Д. Эффект Ребиндера. Международный ежегодник «Наука и человечество». 1970. С. 337-367.