Купить (100 RUB)
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Электрохимический генератор на базе твердооксидного топливного элемента и алюмоводородного реактора для производства водорода
https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.04.103-112
Аннотация
Описана когенерационная энергетическая установка на основе твердооксидного топливного элемента с алюмоводородным реактором, в котором водород получается из алюминия и воды в присутствии щелочи. Коэффициент полезного действия такого реактора 43,7%. Коэффициент использования топлива в энергоустановке электрической мощностью 10 кВт равен 42,3%. Электрический коэффициент полезного действия топливного элемента 77,2%, доля водорода, окисленного в аноде 80,5%. Удельный расход условного топлива для производства электрической энергии 0,283 кг у. т., а на производство тепловой энергии 78,7 кг у.т./ГДж.
Удельные показатели выше в сравнении с такими же показателями для когенерационных энергетических установок, работающих на углеводородных топливах, но меньше, чем в энергетической системе России – 0,33 кг у.т./кВт∙ч.
Об авторах
С. Е. Щеклеин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Россия
Россия
Щеклеин Сергей Евгеньевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные станции и возобновляемые источники энергии»
Екатеринбург
А. М. Дубинин
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Россия
Россия
Дубинин Алексей Михайлович - доктор технических наук, профессор кафедры «Теплоэнергетики и Теплотехники»
Екатеринбург
О. В. Баранова
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
Россия
Россия
Ольга Витальевна Баранова - магистрант кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии
Екатеринбург
Список литературы
1. Школьников Е. И. Алюмоводородные источники тока для портативных электрических устройств / Школьников Е. И.// Современная электроника. 2014. N6. с. 26-29.
2. Полезная модель N 103574 РФ МПК F01D1/32. Способ получения механической энергии в турбине, турбина и сегнерово колесо для его реализации/ В.И. Сычников, С.А. Данченко, А.У. Сембиев, Г.А. Козырев/ Потентообладатель ЗАО «РТЦсистемы вторичного энергопитания» заявл. 29.12.04; опубл. 20.07.2006. Бюл. 2016.-4 с.: ил.
3. Архипова Н.В. Физическая химия: учебное пособие/ Н.В. Архипова, А.И. Варакин, В.В. Ефанова, В.В. Симаков. Саратов: Сарат. гос. тен. ун-т, 2009. 160 с.
4. Патент N 2510876 РФ МПК С01B3/08. Автономный генератор водорода / В.К. Милинчук, Б.М. Рощектаев / заявл. 19.04.12; опубл. 10.04.2014. Бюл. 2014. N10. -3 с.: ил.
5. Терентьева Т.В. Анализ алюмоводородной энергетики с точки зрения энергоемкости/ Т.В. Терентьева, Е.В. Стариков// материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Энерго- и ресурсосбережение. Энергосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии/ под общ. ред. Н.И. Данилова: в 2 т. – Екатеринбург: УрФУ. 2017-Т.1.280 с.
6. Коровин Н. А. Топливные элементы и электрохимические установки/ Н.А. Коровин. – М.: Издво МЭИ, 2005. - 145 с.
7. Х. М. Карапетьянц. Химическая термодинамика. – М.: Химия, 1975.
8. Х. М. Карапетьянц, М. Л. Карапетьянц. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. – М.: Химия, 1968. - 470 с.
9. Мунц В.А., Волкова Ю.В., Плотников Н.С., Дубинин А.М., Тупоногов В.Г., Чернышов В.А. Исследование характеристик энергетической установки 5 кВт на твердооксидных топливных элементах с паровым риформингом природного газа// Теплоэнергетика. 2015. N11. c. 15-20.
10. Баскаков А.П., Волкова Ю.В. Физикохимические основы тепловых процессов. М.: «Теплотехник». - 2013. -173 с.
11. Техническая термодинамика: учебное пособие/ В.Н. Королев, Е.М. Толмачев. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 180 с.
12. Baskalov V. D., Volkova J.V., Plotnikov N. S. Optimum chemical regeneration of the gases burnt in solid oxide fuel cells// Jornal of Engineering Physics and Thermophysics/ 2014. – N87 (4). P.793-778.
13. Яковлев Б.В. Повышении эффективности системы теплофикации и теплоснабжения/ Яковлев Б.В. – М.: Новости теплоснабжения, 2008. – 448 с.
14. А.М. Дубинин, С.Е. Щеклеин, В.Г. Тупоногов, М.И. Ершов. Мини ТЭЦ на базе электрохимического генератора и конвертора метана с заторможенным псевдоожиженным слоем. Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» N19-21 (231-233). 2017.
15. А.М. Дубинин, С.Е. Щеклеин. Минитеплоэлектроцентраль на основе реактора для воздушной конверсии метана и электрохимического генератора. Теоретические основы химической технологии. 2019, том 53 N1 c.78-86.
Рецензия
При поддержке: Благодарность за финансирование научных исследований Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Программа развития Уральского федерального университета в рамках программы «Приоритет-2030»): Номер гранта: FEUZ-2022-0031.
Для цитирования:
Щеклеин С.Е., Дубинин А.М., Баранова О.В. Электрохимический генератор на базе твердооксидного топливного элемента и алюмоводородного реактора для производства водорода. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2023;(4):103-112. https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.04.103-112
For citation:
Shcheklein S.E., Dubinin A.M., Baranova O.V. Electrochemical generator based on solid oxide fuel cell and hydrogen aluminum reactor for hydrogen production. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2023;(4):103-112. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.04.103-112
Просмотров: 33
Послать статью по эл. почте 