Научная статья на тему 'Системы аккумулирования водорода на борту автотранспортного средства'

Системы аккумулирования водорода на борту автотранспортного средства Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
515
81
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БОРТОВОЕ АККУМУЛИРОВАНИЕ ВОДОРОДА / ONBOARD HYDROGEN STORAGE / НОСИТЕЛИ ВОДОРОДА / HYDROGEN MEDIA / КОНВЕРСИЯ / CONVERSION / ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА / THERMOCHEMICAL CONVERSION

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Фомин Валерий Михайлович

Проводится сравнительный анализ характеристик и перспектив развития различных систем хранения водорода на борту транспортного средства. С учетом существующего состояния отечественной структуры автотранспортных технологий обосновывается целесообразность бортового хранения водорода в химически связанном виде в жидких средах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Systems of hydrogen storage on the vehicle board

A comparative analysis of development characteristics and prospects of various systems of on-board vehicle hydrogen storage is carried out. Taking into account the existing condition of domestic structure of motor transport technologies the expediency of on-board hydrogen storage in chemically-bonded state in liquid media is proven.

Текст научной работы на тему «Системы аккумулирования водорода на борту автотранспортного средства»

Системы аккумулирования водорода на борту автотранспортного средства

| В.М. Фомин, профессор МГМУ (МАМИ), д.т.н.

Проводится сравнительный анализ характеристик и перспектив развития различных систем хранения водорода на борту транспортного средства. С учетом существующего состояния отечественной структуры автотранспортных технологий обосновывается целесообразность бортового хранения водорода в химически связанном виде в жидких средах.

__Ключевые слова:

бортовое аккумулирование водорода, носители водорода, конверсия,

термохимическая переработка.

П

ри использовании водорода в качестве топлива для автотранспортных средств (АТС) одной из наиболее важных задач является разработка экономически оправданного, гибкого в использовании комплекса средств бортового аккумулирования водорода. Понятием «аккумулирование водорода» объединяются как методы и процессы хранения водорода в виде индивидуального вещества, так и процессы, в которых хранение водорода осуществляется в химически связанном виде. Во всех случаях процессы аккумулирования водорода сопровождаются затратами энергии и связаны с разработкой соответствующей технологической структуры по созданию среды аккумулирования и системы хранения в целом.

При анализе целесообразности применения различных способов и систем аккумулирования водорода в составе АТС следует принимать во внимание его необходимые объемы и способы последующего использования в качестве топлива. Во многих случаях необходимо

рассматривать и условия доставки водорода к потребителю, так как эффективность аккумулирования существенно зависит от затрат на транспортировку водорода.

Принципиально возможны следующие способы бортового аккумулирования водорода:

• в газообразном состоянии под давлением;

• в жидком состоянии в криогенных емкостях;

• в твердофазном связанном состоянии в гидридах металлов;

• в химически связанном состоянии в жидких средах;

• в адсорбированном состоянии на криоадсорбентах при низких температурах;

• в инкапсулированном газообразном состоянии в стеклянных микросферах.

К настоящему времени не сложилось единого подхода к выбору способа хранения водорода на борту АТС. К наиболее освоенным и применяемым

на практике методам аккумулирования водорода в сфере автотранспортного комплекса могут быть отнесены следующие [1]: газобаллонный (в баллонах высокого давления), криогенный (в жидком виде), металлогидридный и в химически связанном состоянии. Другие из перечисленных выше методов находятся в стадии перспективной разработки.

Аккумулирование газообразного водорода в компримированном виде

Наиболее простым и не требующим разработки новой технологии является бортовой способ хранения водорода в баллонах при высоком давлении. Серийно выпускаемые металлические баллоны рассчитаны на давление от 10 до 40 МПа и аккумулируют от 0,7 до 1,3 % водорода от массы баллона. Основными материалами для изготовления таких баллонов являются сталь, титановые и алюминиевые сплавы, а также конструкционные композиционные материалы. Каждый из материалов имеет свои особенности, которые влияют на конструкцию баллона.

Так, использование высокопрочных сталей в конструкциях баков для хранения водорода ограничивается явлением водородной хрупкости и возникновением водородных трещин, что приводит к резкому снижению несущей способности баллона. Использование титановых сплавов ограничено сложностью технологической обработки, охрупчиванием материала при длительном контакте с водородом и высокой стоимостью высокопрочных титановых сплавов.

При использовании конструкционных композиционных материалов (стекло-, угле-, органопластики) возникают проблемы с герметичностью конструкции, которая обеспечивается использованием герметизирующего слоя (лейнер). При этом в зависимости от материала и толщины лейнера он может

обеспечивать герметичность и повышать несущую способность баллона. В качестве герметизирующего материала могут использоваться нержавеющая сталь, титановые и алюминиевые сплавы, полимерные пленочные материалы.

Также при изготовлении баллонов используют способы формирования их стенок из комбинаций материалов. В этом случае стенка баллона состоит из двух слоев: внутреннего металлического и наружного из композиционного материала. Как показывает анализ напряженно-деформированного состояния, использование комбинированных оболочек, состоящих из двух слоев материалов, позволяет получать наиболее эффективные конструкции. При изготовлении баллонов с металлическим лейнером и силовой оболочкой из композиционно -го материала толщина металла может не превышать 0,15... 0,5 мм. Стыки листов соединяются с помощью электроннолучевой или лазерной сварки.

Конструктивная форма баллонов может меняться в зависимости от формы и размеров свободного объема, предназначенного для их размещения на АТС. С точки зрения прочности предпочтительной является сфера, позволяющая получать равнопрочную силовую оболочку почти равномерной толщины.

Цилиндрический водородный баллон со сферическими или эллиптическими днищами при изготовлении из изотропного материала (металл) имеет достаточно большую массу, снизить которую можно постановкой второй оболочки из анизотропного материала. У такого баллона внутренний слой, контактирующий с водородом, выполнен из алюминиевых или титановых сплавов, а наружный - из органопластика, армированного угольным волокном.

С точки зрения стоимости предпочтительным является сочетание алюминия с конструкционным композитом. Использование современных технологий позволяет производить

баллоны с массовым содержанием в них водорода 5.10 % от массы сосуда. Полагают [1], что при таком содержании водорода баллоны могут эффективно эксплуатироваться в составе энергоустановки АТС. Кроме того, при установке на автомобиль такого баллона можно практически без доработок использовать для его заправки водородом существующие газонаполнительные станции. В настоящее время в США серийно производятся композитные баллоны различных типоразмеров с массовым содержанием водорода около 4 % при давлении до 31 МПа. В перспективе запланировано создание емкостей для коммерческого использования с массовым содержанием водорода до 5,5 % при давлении 41,4...69 МПа [2].

Во всех схемах и устройствах для хранения газообразного водорода предусматривается его предварительное сжатие. Работа, необходимая для сжатия водорода, отнесенная к низшей теплоте его сгорания (120 МДж/кг), почти в 4 раза превосходит аналогичный показатель для природного газа при одинаковых степенях сжатия. Для существующих компрессоров затраты энергии на сжатие водорода от 0,1 до 15.20 МПа достигают 8.10 % его низшей теплоты сгорания [3].

Основными проблемами при создании поршневых многоступенчатых компрессоров для водорода являются уменьшение потерь водорода и предотвращение растрескивания узлов из высокопрочных сталей. В таких компрессорах обычно ограничиваются степенями сжатия на ступень не выше 3, чтобы при адиабатическом сжатии водорода его температура не превышала 423 К, и ряд узлов выполняют из пластичных сталей с хромированной поверхностью. Затраты на создание компрессорных установок для водорода превосходят таковые для природного газа.

Аккумулирование водорода в жидком состоянии

Жидкий водород имеет температуру кипения -252,4 °С и плотность 0,071 кг/л, тогда как в компримирован-ном виде под давлением 30 МПа его плотность составляет только 0,025 кг/л. Следовательно жидкий водород более компактный, чем сжатый, и в этом смысле представляет значительный интерес для транспорта. Техника ожижения водорода хорошо освоена промышленностью [4].

В настоящее время наиболее распространены промышленные установки для ожижения водорода производительностью 15.30 т водорода в сутки. Процесс его ожижения имеет некоторые особенности, определяемые его физико-химическими свойствами. Газообразный водород, получаемый в тех или иных процессах, может содержать различные примеси, которые при температуре нормальной точки кипения водорода существуют в твердой фазе. Присутствие этих примесей может нарушить работу различных систем ожижителя. Например, наличие частиц твердого кислорода в жидком водороде недопустимо по соображениям безопасности.

Хранение жидкого водорода практикуется как в относительно небольших, так и в крупных объемах (в несколько миллионов литров). В настоящее время созданы и применяются сосуды с эффективной многослойной изоляцией, которые могут использоваться на АЗС для стационарного долговременного хранения жидкого водорода с минимальными потерями на испарение (0,1.0,5 % в сутки), то есть автономное хранение имеет продолжительность около 200.1000 суток. В России в химической промышленности широко применяются сосуды различных типов для долговременного хранения жидкого водорода объемом от 14 000 до 120 000 л.

Перевозить жидкий водород можно водным (в танкерах), железнодорожным

(в специальных цистернах) и автомобильным (в специальных автоцистернах) транспортом. Транспортировку жидкого 48 водорода на короткие расстояния (менее

80.100 км) выгоднее выполнять автомобильным, а на более далекие - железнодорожным или водным транспортом [4]. Следует отметить, что потери жидкого водорода на всем протяжении его транспортировки от завода-ожижителя до АЗС и конечного потребителя (АТС) довольно велики.

При использовании водорода в жидком виде в качестве топлива для АТС требуется принятие сложных специальных мер, в числе которых и несколько продувок для предотвращения попадания воздуха в системы топливопода-чи и хранения. Создание относительно небольших баков для хранения жидкого водорода на борту АТС, а также систем их заправки является самостоятельной и весьма сложной задачей. При использовании криогенной системы относительно большого объема (200.250 л) на автомобилях требуется серьезное изменение кузова, что уменьшает его полезный объем. Большой проблемой остается утечка водорода из баллонов. Улучшенные характеристики имеют криогенные автомобильные баки для жидкого водорода с экранно-вакуумной изоляцией, которые были разработаны в США, Германии, Японии и в нашей стране.

Аккумулирование водорода в твердофазном связанном состоянии в гидридах металлов

Идея использования гидридов металлов для аккумулирования водорода в твердофазном связанном состоянии была выдвинута во второй половине 60-х гг. прошлого столетия. Активные исследования и разработки в этой области в последующие годы привели к созданию многообразных поглощающих сплавов и систем аккумулирования водорода

с их использованием. Наиболее эффективными для аккумулирования водорода оказались интерметаллические соединения и сплавы, в число компонентов которых входят металлы, способные к образованию устойчивых бинарных гидридов. Важными для инженерных приложений являются такие параметры бинарных гидридов, как плотность, относительное изменение объема сплава при гидрировании и его эффективная теплопроводность [5].

Поскольку в процессах гидрирования - дегидрирования аккумулирующие сплавы довольно существенно изменяют объем (на 20.30 %), конструкция устройства должна предусматривать возможность расширения частиц сплава без деформации или разрушения контейнера. Кроме того, при многократном повторении циклов гидрирования происходит уменьшение первоначальных размеров частиц сплава, что, естественно, сказывается на таких важных характеристиках, как эффектив ная теплопроводность и проницаемость засыпки. Окончательные размеры частиц устанавливаются после нескольких десятков (иногда сотен) циклов и составляют несколько микрометров. Поскольку активированный сплав является мелкодисперсным порошком, в процессе работы аккумулятора водорода со свободной засыпкой сплава может происходить вынос порошка из контейнера. Для предотвращения этих нежелательных явлений применяются тонкие фильтры, пористые трубы и т.д.

Эффективная теплопроводность активированных порошков интерметаллида достаточно низка и зависит от размера частиц, температуры и давления водорода. При низких давлениях (до 100 Па) перенос теплоты водородом по мелкодисперсному пространству невелик, и теплопроводность засыпки составляет около 0,1.0,2 Вт/(м-К). С ростом давления водорода увеличивается конвективный перенос теплоты в засыпке,

и ее теплопроводность увеличивается до 0,5.1,5 Вт/(м-К) при р=0,1.5 МПа [6].

Важнейшими режимными показателями работы системы аккумулирования являются скорости поглощения и выдачи водорода (временные интервалы циклов сорбции и десорбции). Фактором, лимитирующим скорость выделения и поглощения водорода аккумулятором, в большинстве случаев является тепломассообмен в слоях частиц интерметаллида. Таким образом, для обеспечения необходимых эксплуатационных характеристик металлогидридных водородных аккумуляторов во многих случаях необходимо наряду с организацией эффективного тепломассообмена применять предварительное компри-мирование водорода при зарядке аккумуляторов, что, естественно, приводит к дополнительным затратам энергии.

В настоящее время в России и за рубежом созданы и прошли испытания несколько десятков экспериментальных ме-таллогидридных аккумуляторов для легковых и грузовых автомобилей, тракторов, автопогрузчиков, тягачей, автобусов [6, 7]. Например, в нашей стране для грузовых автомобилей разработана серия экспериментальных металлогидрид-ных аккумуляторов с массой активного металла около 350.450 кг (масса аккумулируемого водорода 5,65.7,79 кг) [7]. Использовались сплавы на основе Т1, Fe с добавками V, Мп и др. Аккумуляторы имеют внутренние водяные теплообменники, модульную конструкцию и содержат до 1,3 % водорода по отношению к массе аккумулятора. Проводятся работы по созданию для автотранспорта опытных образцов аккумуляторов водорода модульной конструкции [6]. Для их разработки использованы сплавы на основе FeTi. Особенностью этих аккумуляторов является применение сплавов в виде компактных пористых дисков, армированных алюминием, в результате чего увеличивается эффективная теплопроводность среды аккумулирования и появляется

возможность применения модульной конструкции с разветвленной системой каналов для теплоносителя (вода или отработавшие газы). Время зарядки этих аккумуляторов при давлении водорода 5 МПа составляет около 10 мин.

Созданные к настоящему времени экспериментальные и коммерческие образцы металлогидридных аккумуляторов водорода позволяют сделать выводы как об эффективности их применения на транспортных средствах различного назначения и преимуществах в ряде случаев по сравнению с другими методами аккумулирования, так и о некоторых присущих им недостатках.

Важнейшим достоинством метал-логидридных аккумуляторов для АТС является возможность «бесплатного» использования низкопотенциальной отходящей теплоты двигателя для обеспечения работы аккумуляторов при максимальной безопасности хранения водорода в условиях АТС. При аварийной разгерметизации контейнера происходит не выброс большой массы газа, а лишь медленное разложение гидридов с выделением водорода, причем эта реакция в силу ее эндотермичности является лимитированной - при охлаждении гидридов скорость их разложения уменьшается.

Главными трудностями, сдерживающими широкое внедрение металлоги-дридных аккумуляторов, в настоящее время являются следующие: относительно большая масса среды хранения и возможность их «отравления» при сравнительно небольших концентрациях в водороде соединений серы; необходимость компримирования водорода для обеспечения приемлемых скоростей зарядки аккумулятора; относительно низкая эффективная теплопроводность среды аккумулирования и сложность организации в ней эффективного тепломассообмена. Кроме того, стоимость сплавов для металлогидридных аккумуляторов в настоящее время довольно высока. Это приводит к достаточно высокой

стоимости всей системы аккумулирования. Многие выполняемые в настоящее время исследования направлены на преодоление этих трудностей.

Существенного снижения удельных капиталовложений в металлогидридные аккумуляторы можно добиться, повышая содержание доступного водорода (сегодня оно в среднем составляет около 1,5 %). По оценкам специалистов, только при массовом содержании доступного водорода более 2,5 % внедрение металлоги-дридных систем в транспортную энергетику станет экономически оправданным.

Аккумулирование водорода в химически связанном состоянии в жидких средах

Большая группа методов аккумулирования и транспортировки водорода, интенсивно изучаемых в последнее время, относится к водороду в химически связанном состоянии в виде жидких химических соединений (аммиак, метанол, этанол и др.) и в так называемых жидких гидридах - органических соединениях, которые допускают простые реакции гидрирования на катализаторах при умеренных температурах. При получении водорода конверсией или диссоциацией метанола и этанола, а также разложением аммиака среда хранения не сохраняется, то есть используется однократно. Жидкие же гидриды допускают многократное использование и в цикле гидрирование -хранение - транспорт - дегидрирование возвращаются в исходное состояние.

Массовый показатель среды аккумулирования водорода в виде жидкого аммиака ^Н3) составляет около 5,6 кг/кг Н2 (в 5,6 кг NH3 содержится 1 кг Н2). В установках для получения водорода диссоциацией аммиака применяют катализаторы на основе оксидов железа, и процесс проводят при температуре 600.700 °С. В результате диссоциации получается газовая смесь с объемным содержанием 75 % Н2 и 25 % Реакция диссоциации

протекает с поглощением теплоты. Необходимый температурный уровень процесса диссоциации поддерживается путем сжигания части получаемого водорода, что снижает эффективность процесса. Подобные условия конверсии обусловливают низкую рентабельность этого процесса при его применении на АТС.

Массовый показатель среды аккумулирования водорода в виде жидкого метанола (масса среды хранения на 1 кг хранимого водорода) составляет около 8,5 кг/кг Н2. Для проведения эндотермической реакции конверсии метанола может быть использована (утилизирована) теплота ОГ двигателя. При этом теплота сгорания продуктов конверсии на 21,4 % превосходит теплоту сгорания затраченного метанола, адекватно соответствуя утилизированной теплоте ОГ. В связи с этим появляется реальная возможность осуществления эффективной регенерации теплоты отходящих газов в энергоустановках АТС. Результатами исследований [8] установлено, что за счет эффекта регенерации удается повысить КПД транспортного двигателя на 12.15 %.

Аналогичным образом могут быть использованы для аккумулирования водорода этанол и высшие спирты, хранение и транспортировка которых хорошо освоены промышленностью. Для транспортного комплекса эти методы аккумулирования водорода оказываются экономически приемлемыми в связи с относительно небольшими затратами на транспортировку и хранение жидких носителей водорода на борту АТС.

В качестве жидких органических сред для многократной организации цикла гидрирования - дегидрирования в целях аккумулирования водорода (жидкие гидриды) могут быть использованы различные системы. В настоящее время наиболее подробно изучены системы бензол - циклогексан и толуол - метилци-клогексан [9]. Теоретически для проведения реакций дегидрирования циклогек-сана и метилциклогексана необходимо

подвести к ним извне теплоту, соответствующую 72 % теплоты сгорания водорода, выделившегося при дегидрировании. Реакции гидрирования бензола и толуола и дегидрирования циклогексана и метилциклогексана протекают экзотермически при температурах 180.400 °С и давлениях 1.10 МПа в зависимости от используемых катализаторов.

Главной проблемой при создании систем аккумулирования водорода на основе жидких гидридов является разработка дешевых и эффективных катализаторов для реакций гидрирования и дегидрирования. Созданные в последнее время установки для такого аккумулирования водорода по своей производительности еще не превышают лабораторные масштабы. Разработка промышленных образцов установок - ближайшая перспектива.

Системы аккумулирования водорода на борту АТС в виде жидких химических соединений, обеспечивающие высокую безопасность в аварийных ситуациях, могут оказаться более востребованными на транспорте, чем существующие методы хранения газообразного и жидкого водорода.

Аккумулирование водорода в адсорбированном состоянии на криоадсорбентах

При низких температурах (ниже 150 К) газообразный водород активно адсорбируется на многих адсорбентах -активированном угле, силикагеле и др., причем с ростом давления количество адсорбированного водорода увеличивается. Например, при адсорбции водорода на активированном угле при температуре 65 К и давлении 0,2 МПа адсорбируется около 35 г водорода на 1 кг адсорбента, а при давлении 4,2 МПа - около 65 г [10]. В связи с этим возникает возможность увеличить количество аккумулируемого газообразного водорода в сосудах под давлением, если эти сосуды будут

заполнены порошком адсорбента и охлаждены до температур кипения азота или аргона. В такой системе, кроме адсорбированного водорода, в мелкопористом пространстве (среда) аккумулируется и газообразный водород под давлением.

Количество водорода, аккумулируемого такими системами, определяется уровнем максимального давления при зарядке и минимального при разрядке. Минимальное давление не может быть меньше атмосферного, а максимальное определяется соответствующей температурой адсорбции. Для активированного угля, являющегося одним из лучших адсорбентов водорода, целесообразен уровень максимального давления 4,2 МПа, а минимального - 0,2 МПа. При работе в этом интервале давлений при температуре 78 К аккумулируется 4,2 %, а при температуре 65 К - 5,2 % водорода по отношению к массе адсорбента. По массовым характеристикам такие системы превосходят системы хранения водорода под давлением в баллонах и в металлогидридах, однако уступают жидководородным.

Системы аккумулирования водорода в адсорбированном состоянии на криоадсорбентах начали активно изучаться сравнительно недавно, и в настоящее время еще не создано таких систем опытно-промышленного или промышленного уровня. Технико-экономические характеристики промышленных систем этого типа и масштабы их возможного использования смогут быть надежно установлены только после проведения соответствующих исследований.

Аккумулирование водорода в инкапсулированном газообразном состоянии

В последнее время в различных лабораториях мира активно исследуются некоторые нетрадиционные методы хранения и транспортировки газообразного водорода при высоких давлениях

в инкапсулированном состоянии [11]. При этом используется свойство молекулярного водорода активно диффундировать через твердые материалы при высоких температурах и давлениях.

В процессе разработки методов изготовления мишеней для лазерного термоядерного синтеза создана технология изготовления полых стеклянных микросфер диаметром 5.200 мкм с толщиной стенки 0,5.5 мкм. При температуре 200.400 °С под давлением водород, активно диффундируя через стенки, заполняет микросферы и после охлаждения остается в них под давлением. Теоретически возможное давление для таких микросфер составляет около 85.100 МПа, при этом массовое содержание водорода достигает 12 %. Выделение водорода из среды хранения происходит при нагревании микросфер до 200.350 °С. При хранении водорода в стеклянных микросферах потери диффузией через стенки составляют около 0,5 % в сутки. Ведется разработка технологии получения более крупных и прочных стеклянных микросфер диаметром от 50 до 1000 мкм при толщине стенки от 0,6 до 7 мкм с металлическим покрытием внешней поверхности микросфер [11]. При наличии металлических покрытий диффузионные потери водорода из микросфер при комнатной температуре уменьшаются в несколько десятков раз.

В настоящее время методы аккумулирования водорода в инкапсулированном состоянии только начинают изучаться. Возможности и области применения этих методов аккумулирования водорода будут выясняться в процессе их дальнейшей проработки.

Анализ перспектив развития систем аккумулирования водорода

Широкое развитие водородных энерготехнологических систем на транспорте прогнозируется на первую четверть

XXI столетия [12]. Уровень развития тех или иных систем аккумулирования водорода в перспективе будет определяться затратами не только в подсистемах хранения (резервуары, буферные емкости и т.д.) и энергообеспечения (компрессоры, теплообменники, электрооборудование и т.д.), но и в подсистеме транспортировки энергоносителя и инфраструктуре его распределения.

В условиях эксплуатации автотранспортного комплекса приоритетность отдельных систем аккумулирования водорода в общей структуре водородного энерготехнологического комплекса может быть надежно установлена только в результате анализа работы конкретных систем, включающих производство, аккумулирование и потребление водорода. Тем не менее определенное представление о перспективности отдельных систем аккумулирования водорода дает уже имеющийся опыт их эксплуатации.

К настоящему времени в ряде зарубежных стран и у нас уже освоено производство систем транспортировки, аккумулирования и распределения жидких носителей водорода, в том числе и таких, как аммиак и метанол. Кроме того, на современном автотранспорте начинает достаточно широко применяться ком-примированный природный газ в качестве моторного топлива. Развивается широкая сеть газонаполнительных станций. Естественно ожидать, что водородные энерготехнологические системы, по крайней мере на начальном этапе, будут развиваться с максимально возможным использованием существующих систем транспортировки, аккумулирования и распределения энергоносителей, то есть с максимальной экономией затрат.

По итогам развития и результатам совершенствования водородных энерготехнологических систем в дальнейшем будут установлены наиболее приемлемые для АТС варианты этих систем и масштабы их возможного использования на транспорте. На

ближайший период перспективными мо- с большим объемом капиталовложений,

гут оказаться системы бортового хране- до конца еще не решены в мировой струк-

ния водорода в газообразном состоянии туре автотранспортных технологий.

в легких (пластиковые и металлопласти- С учетом существующего состояния 53 ковые) баллонах при высоких давлениях отечественной транспортной водород-(80.100 МПа), в химически связанном ной энергетики к наиболее приоритет-жидком состоянии (метанол, аммиак, ным и экономически оправданным на-жидкие гидриды), в комбинированных правлениям ее развития на ближайший металлогидридных аккумуляторах и в период следует отнести перспектив-сжиженном состоянии в криогенных ные разработки эффективных методов, емкостях. процессов и аппаратов для бортового В целом, анализируя технико- синтеза водорода из жидких носителей экономические возможности рассмотрен- [1, 8]. Реализация бортовых методов ак-ных в статье способов и систем аккумули- кумулирования водорода в химически рования водорода, можно заключить, что связанном состоянии в жидких средах во всех случаях они связаны с необходи- существенно минимизирует затраты в мостью разработки сложной, достаточно подсистемах энергообеспечения трансрентабельной и развитой среды производ- порта, особенно в инфраструктуре рас-ства, распределения и бортового хранения пределения водорода, а также радикаль-водорода. Как следует из анализа, в насто- но решает проблему эксплуатационной ящее время эти проблемы, сопряженные безопасности.

_ Литература

1. Малышенко С.П., Назарова О.В. Аккумулирование водорода // Атомно-водородная энергетика и технология. Сборник статей. Вып. 8. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - С. 155-205.

2. Gordon R. Composite pressure vessels for gaseous hydrogen powered vehicles // Hydrogen Energy Progress V. - 1984. - Vol. 3. - P. 1225-1236.

3. Wallace J.S. A comparison of compressed hydrogen and CNG storage // Int. Journ. Hydrogen Energy. - 1984. - Vol. 9. - № 7. - P. 609-611.

4. Baker C.R., Chaner R.L. A study of the efficiency of hydrogen liquefaction // Int. Journ. Hydrogen Energy. - 1978. - Vol. 3. - № 4. - P. 321-334.

5. Turillon P.P. Design of hydride containers for hydrogen storage // Hydrogen Energy Progress IV. - 1982. - Vol. 3. - P. 1289-1305.

6. Huston E. Lee. Liquid and solid storage of Hydrogen // Hydrogen Energy Progress V - 1984. - Vol. 3. - P. 1171-1186.

7. Шейпак А.А., Кабалкин В.Н., Семененко К.Н. Применение гидридов интерметаллических соединений в автомобилях // Автомобильное производство. Сер. С-11. - 1984. - № 7. - С. 15-18.

8. Фомин В.М., Каменев В.Ф., Хергеледжи М.В. Бортовое генерирование водо-родосодержащего газа для транспортных двигателей // Транспорт на альтернативном топливе. - 2013. - № 2 (32). - С.41-47.

9. Cactiola G., Gioidano N., Restuccia G. Cyctohexane as a liquid phase carrier in hydrogen storage and transport // Int. Journ. Hydrogen. Energy. - 1984. - Vol. 9. - № 5. -P. 411-419.

10. Carpetis C., Peschka W. A study on hydrogen storage by use of cryoadsorbent // Hydrogen Energy System. - 1978. - Vol. 3. - P. 1433-1456.

11. Fraenkel D. Encapsulate Hydrogen // Chemtech. Jan. issue. - 1981. - P. 60-62.

12. Дмитриев А.Л. Экономические и технические проблемы развития водородного транспорта с целью улучшения экологического состояния окружающей среды // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE. - 2004. - №1 (9). -С. 14-18.

НП «Национальная газомоторная ассоциация» (НГА)

Д> У///////////////////*

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.