CC BY
9I. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Неорганическая и физическая химия
УДК 544.2
Marina Yu. Zubkova 1, Alexander A. Stroganov2, Alexander
N. Khramov3
METHOD OF CARBON-BEARING FUEL USAGE TO INCREASE THE EFFICIENCY IN TANDEM DIVERSE TEMPERATURE OXIDATION SYSTEM
1Saint-Petersburg Chemical Company, St-Petersburg, Russia 2Companies Group "Lumex", St-Petersburg, Russia 3Saint-Petersburg State Institute of Technology, St-Peters-burg, Russia [email protected]
The paper presents the results of estimation of energy efficiency, the adjusted data of thermodynamic calculations and data on material and energy balances for an assessment of electric and thermal components in the considered method of fuel usage, performance enhancement in the tandem system containing the high-temperature fuel cell and the low-temperature fuel cell with full heat regeneration for carbon-bearing fuel (methane (CH)). The overall effective efficiency (qlef., making full usage of the recovered heat) of the considered tandem system depends on the efficiency of its constituent fuel cells. The overall effective efficiency of the tandem installation including the fuel converter, separating system, high-temperature oxidation system and hydrogen disposal system - in case of fuel use in the low-temperature fuel cell - is higher than for each of the fuel cell elements separately.
Keywords: carbon-bearing fuel, tandem system, fuel cell, electric energy production, heat energy production, energy efficiency
DOI 10.36807/1998-9849-2022-61-87-3-8
Введение
Комплексный подход к задаче создания экономичных систем электроснабжения предполагает получение электроэнергии и тепла в системах с рекуперацией тепла, что позволит снизить потери и повысить надежность процесса обеспечения потребления энергии [1].
Природный газ в настоящее время является основным энергетическим ресурсом в глобальном смысле и самым дешевым источником для производства водорода [1, 2], но задача активного привлечения возобновляемых источников энергии становится актуальной в настоящий момент [2-5]. Биометан как энергоресурс представляет интерес для автономного энергоснабжения и может служить базовой основой [3-8] в задачах городского гражданского строительства и муниципальных объектов [9-12]. Перспективным направлением решения этих
Зубкова М.Ю.1, Строганов А.А.2, Храмов А.Н.3
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО ТОПЛИВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТАНДЕМНОЙ РАЗНОТЕМПЕРАТУРНОЙ СИСТЕМЫ ОКИСЛЕНИЯ
1Санкт-Петербургская Химическая Компания, Санкт-Петербург, Россия
2Группа Компаний «Люмэкс», Санкт-Петербург, Россия 3Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-Петербург, Россия
В настоящем исследовании представлены результаты оценки энергоэффективности, данные скорректированных термодинамических расчетов и данные по материальному и энергетическому балансам для оценки электрических и тепловых компонент в рассматриваемом способе использования топлива, повышения производительности тандемной системы, содержащей высокотемпературный топливный элемент и низкотемпературный топливный элемент с полной регенерацией тепла для углеродсодержащего топлива (метана (СН)). Общий эффективный кпд (ц£эф, полное использование рекуперированного тепла) рассматриваемой тандемной системы зависит от эффективности входящих в нее топливных элементов. Общая эффективность тандемной установки, включающей топливный преобразователь, систему разделения, систему высокотемпературного окисления и систему утилизации водорода в случае использования топлива в низкотемпературном топливном элементе, выше, чем для каждого из элементов топливного элемента в отдельности.
Ключевые слова: углеродсодержащее топливо, тандемная система, топливный элемент, получение электрической энергии, получение тепловой энергии, энергетическая эффективность
Дата поступления - 28 апреля 2022 года
задач является использование для этих целей топливных элементов, обеспечивающих прямое преобразование энергии подаваемого топлива в электроэнергию [1, 3-6, 13].
Предлагаемое в [14] специальное оборудование и устройства процесса риформинга топлива и рекуперации тепла решают проблему теплообмена, но не в полной мере обеспечивают рекуперацию тепла из-за его частичного рассеивания. Однако даже при упрощении структурной цепи, т.е. в условиях течения и риформинга, и электрохимических реакциях в одной системе (в топливном элементе), обеспечивающих условия теплообмена для регенерации тепла [15], имеют место некоторые существенные недостатки: • неэквивалентные анодные термические условия вследствие охлаждения зоны входного потока эндотермической реакции;
• неполное использование термическом составляющей рабочих характеристик топливного элемента (появление избытка тепла экзотермической реакции топливного элемента по сравнению с требованиями эндотермического риформинга);
• окисление СО на аноде проходит в условиях конкурирующей динамической помехи, связанной с разрядом Н2 на том же электроде.
Водород, полученный в результате риформинга, может быть использован непосредственно в низкотемпературном топливном элементе (НТТЭ) для получения электроэнергии или направлен на хранение [16]. Это требует разделения СО и Н2, которое в высокотемпературных условиях достигается адсорбцией сдвига под давлением (Pressure Swing Absorbtion - PSA) [17, 18] или выделением водорода с использованием палладиевых мембран [19].
Анализ проблемы и предлагаемые
решения
Приоритет предлагаемых решений состоит в разработке принципов функционирования самодостаточной энергетической тандемной системы с рекуперацией тепла и внутренней утилизацией выходных тепловых (и материальных) потоков, не требующей дополнительной энергии для работы отдельных подсистем, с экологически чистым способом получения электрической и тепловой энергии, а также в обеспечении оптимального управления сопряженными нагрузками и регулированием энергетической эффективности на основе надежных и объективных результатов оценки параметров оптимизации системы и расширении возможностей энергообеспечения при использовании базовых природных энергетических ресурсов (метана и угля).
Поставленная задача решается тем, что в способе использования углеродсодержащего топлива (УТ) (в настоящем исследовании рассматривается метан) в системе, содержащей высокотемпературный топливный элемент (ВТТЭ), включающем помещение в конвертер УТ и конвертирующего реагента (КР), проведение в конвертере эндотермического взаимодействия (реакции) УТ с КР, получение смеси СО и Н2 (синтез-газ) (рис.1).
Рис.1. Общая принципиальная схема способа переработки углеродсодержащего топлива. УТ - углеродсодержащее топливо; КР- конвертирующий реагент; ВТОС -высокотемпературная окислительная система Q -конвертируемое тепло от высокотемпературной части тандемной системы; Q' - конвертируемое тепло для поддержания эндотермической реакции в конверторе и нагрева входных потоков УТ и КР; Q'' - потери тепла во внешнюю среду через теплоизоляцию.
Подачу смеси (СО и Н2) и окислителя соответственно к аноду и катоду ВТТЭ, который является частью высокотемпературной окислительной системы (ВТОС), окисление поданной части смеси в ВТОС, генерацию электрической и тепловой энергии, полученной в ВТОС, передачу генерируемой в ВТОС тепловой энергии в конвертор, поддержание в конверторе температуры в заданных пределах, выбранных в диапазоне, нижняя граница которого по меньшей мере достаточна для проведения указанной эндотермической реакции -800К, причем из указанной смеси СО и Н2, образуемой в конверторе, извлекают часть Н2 и уменьшают его количество, подаваемое в ВТОС, до уровня, при котором тепло, выделяемое в ВТОС при протекании реакций окисления СО и дополнительного Н2, компенсируют тепло, затрачиваемое на эндотермическую реакцию в конверторе и тепловые потери, а Н2, высвобожденный из разделительной системы, подают в систему утилизации водорода.
В конвертер в качестве УТ помещают метан, в качестве конвертирующего реагента в конвертор подают воду и поддерживают температуру в заданных пределах, выбранных в диапазоне от 800 до 1000К.
Во ВтОс происходит окисление части смеси. Полученную в ВТОС электрическую и тепловую энергию генерируют и передают тепловую энергию в конвертер. Тепло от горячих газов, выходящих из ВТОС, передают входящему в ВТОС потоку окислителя, а также входящим в конвертор УТ и КР. В ВТОС окисляют СО, а количество Н2, подаваемого в ВТТЭ, выбирают так, чтобы количество тепла, выделяемого в ВТОС при протекании реакций окисления СО и Н2 было по меньшей мере достаточно для поддержания заданной температуры в конверторе. При уменьшении температуры конверсии (ниже минимальной заданной - 800К) степень извлечения Н2 из смеси уменьшают, а при повышении температуры конверсии (выше максимальной заданной - 1100К) - увеличивают.
Количество Н2, направляемого во ВТОС, изменяют в разделительной системе, используя селективную мембрану (пропускающую Н2 и не пропускающую СО) или адсорбцию сдвига под давлением (PSA). Количество Н2, извлеченного из смеси в разделительной системе, изменяют путем изменения его доли и направляют во ВТОС. Обедненную газовую смесь (СО и Н2) переносят в систему высокотемпературного окисления, содержащую ВТТЭ, и окисляют при Т > Тконвертора. Поток обедненного водородом газа направляется к высокотемпературному аноду топливного элемента. К катоду ВТТЭ подводят окисляющую газовую смесь (например, воздух или кислород воздуха).
Таким образом, общее количество Н2, подаваемого в ВТТЭ, уменьшают до уровня, по меньшей мере достаточного для того, чтобы тепло, выделяемое в ВТОС (включая электрохимическое окисление в ВТТЭ) при окислении СО и Н2, компенсировало тепло, затрачиваемое на эндотермическую реакцию в конвертере, нагрев входных потоков и тепловые потери. Для получения максимальной эффективности использования УТ, водород, высвобожденный из разделительной системы, подают в низкотемпературный (например, протонообменный) топливный элемент (НТТЭ), входящий в систему утилизации водорода.
Основные результаты и их обсуждение
Границы предлагаемого расчета определяются значениями электрической составляющей топливных элементов, в пределах от 50% до 60% для метана (СН4). Недостижимый идеальный предел эффективности для НТТЭ и ВТТЭ равен 73,2% и 83%, соответственно [21].
В таблице 1 представлены данные о теплоте электрохимического окисления (ДНэл) требуемого количества Н2 на стадиях процессов в ВТТЭ в соответствии с кпд (п) рассматриваемой тандемной системы топливных
элементов.
Таблица 1. Теплоты электрохимического окисления Н на стадиях электрохимических процессов в НТТЭ и ВТТЭ
НТТЭ Н = 50% Н = 55% Н = 60% Н = 83%(ид)
ДНэл [кДж] ДНэл [кДж] ДНэл [кДж] ДНэл [кДж]
ВТТЭ, п=50%, а=0.29
СО(ВТТЭ) -141.5
Н2 (ВТТЭ) 0.68 моль -84.3
Н(НТТЭ) 2.232 моль -331.5 -364.7 -397.8 -550.3
Б=О-Н 11.22
ВТТЭ, п=55%, а=0.42
СО( ВТТЭ) -155.6
Н2 ( ВТТЭ) 0. 88 моль -120.0
Н2(НТТЭ) 2.12 моль -302.6 -332.8 -363.1 -502.3
Б=О-Н 12.73
ВТТЭ, Г|=60%, а=0.61
СО( ВТТЭ) -169.8
Н2 (ВТТЭ) 1.214 моль -169.0
Н(НТТЭ) 1.286 моль -266.4 -293.1 -319.7 -442.3
Б=О-Н 14.6
ВТТЭ, п=73.2 % (ид), а=3.04
СО( ВТТЭ) -207.1
Н(ВТТЭ) 2.226 моль - 409.7
Н2(НТТЭ) 0.274 моль -106.1 -116.7 -127.4 -176.2
Б=О-Н 23.0
а =
- коэффициент H2(HTFC) распределения водорода,
, зависит только от кпд
Н2(Ь^С) ВТТЭ.
На выходе ВТТЭ в результате электродных реакций образуются Н2О и СО2, которые могут быть использованы в качестве конверсионного агента. Предлагается использовать твердооксидный топливный элемент или топливный элемент на основе расплавленного карбоната или их комбинацию в качестве ВТТЭ с анионной проводимостью. Тепло, выделяемое в процессе (5Q), передается в преобразователь. Количество тепла, выделяемого в ВТОС во время реакции окисления СО и заданного количества Н2, должно быть, по меньшей мере, достаточным для поддержания заданной температуры в конвертере. Тепло от горячих газов, выделяющееся
из ВТОС, передается входному потоку окислителя высокотемпературной системы окисления, а также углеродсодержащему топливу и конверсионному агенту на входе преобразователя.
Теплопередача от ВТТЭ к преобразователю осуществляется посредством тепломассопереноса, теплообмена, эмиссии или их комбинаций. Часть тепла, передаваемого выходными потоками (Н2О, СО2), регенерируется в противоточном теплообменнике для нагрева входных потоков [24] (рис. 2).
Б = О-Н - тепловой баланс; охлаждаемые тепловые потоки минус нагреваемые;
Рис. 2. Схема противоточного теплообменника: 1 -топливо; 2 - конверсионный агент; высвобожденный Н;
3 - окислительная газовая смесь (например, воздух или кислород воздуха); 4 - выходной поток водорода (Н) 5 -выходные потоки Н2О; 6 - выходные потоки СО;
Регулирование количества Н2, передаваемого в ВТОС, может быть выполнено путем регулирования скорости извлечения Н2 из синтез-газа в системе разделения. Предпочтительно поддерживать устойчивую скорость извлечения Н2 из синтез-газа. Регулирование количества Н2, передаваемого в ВТОС, осуществляется посредством 2 дополнительного количества Н2 из извлеченной части, которое переносится в ВТТЭ2 либо отдельным потоком обедненной газовой смеси (СО и Н2), либо соединяющимся с ним. 2
Количество водорода, направляемого в ВТТЭ, должно быть, по меньшей мере, достаточным для поддержания заданной температуры в конвертере посредством тепла, выделяемого в ВТОС во время реакции окисления СО и заданного количества Н2. Для повышения температуры преобразователя количество тепла (5Q), передаваемого от ВТОС к преобразователю, увеличивают путем увеличения количества водорода, подаваемого в ВТТЭ. Для снижения температуры преобразователя, соответственно, количество тепла передаваемого от ВТОС к преобразователю, уменьшается путем увеличения количества водорода, подаваемого в ВТТЭ. Таким образом, в случае небольших потерь тепло (5Q), выделяемое в ВТОС, почти полностью поглощается эндотермической реакцией в конверторе.
В таблице 2 приведены данные на 1
топлива
(СН4)
по
моль углеродсодержащего термодинамическому балансу нагрева исходных веществ и реакции.
Доля Н2, передаваемая разделения, к2оторая является долей газе, дополнительно характеризуется - количеством молей водорода (из 1 моля водородного топлива, образующегося в синтез-газе) передаваемых в ВТТЭ. Величина у определяется величиной кпд
по тепловым потокам охлаждения продуктов
в ВТТЭ после системы Н2 в синтез-параметром у
Таблица 2. Термодинамический баланс по тепловым потокам нагревания исходных веществ и охлаждения продуктов
реакций
Таблица 3. Распределение водорода по электрохимическим
системам окисления
Нагрев [кДж] Охлаждение [кДж]
ВТТЭ ВТТЭ ВТТЭ ВТТЭ К^НТТЭ
О2/Н2 О2/СО СО2 Н2О Н2
ВТТЭ п= 50%
(Д = 0.3)
7.7 11.4 33.1 50.2 48.2
^нагрев =131.2 ^охлаждение = 131.5
ВТТЭ п = 55%
(Д =8.7)
10.0 11.4 33.1 65.2 44.0
^нагрев = 133.5
^охлаждение = 142.2
HTFC п = 60%
(Д = 19.3)
12.9 11.4 33.1 83.9 38.7
^нагрев ^охлаждение
= 136.4 =155.7
Электрический кпд ВТТЭ [%] (Y) количество Н2, направляемого в ВТТЭ, включая Высвобожден-ный Н2 (НТТЭ)
Для конвертерной реакции [моль] Для компенсации потерь входных нагреваемых потоков [моль] [моль] Содержание в синтез-газе, [%]
50 0.68 не требуется 2.32 77.3
55 0.883 не требуется 2.117 70.6
60 1.136 не требуется 1.864 62.1
ВТТЭ. Чем выше коэффициент кпд ВТТЭ, тем больше предписанный у для регулирования температуры преобразователя. Увеличение утечки тепла (5Q) (через теплоизоляцию), а также нагревание входных потоков (5Q') углеродсодержащего топлива, конверсионного агента и газа, обогащенного окислителем, приводит к необходимости увеличения у.
При рассмотрении данных, представленных в таблице 2, следует учитывать, что:
• нагрев 1 моль топлива (СН4) для конверсии (38,3 кДж) добавляется к расчетной сумме затрат на нагрев (!нагрев);
• нагрев 1 моль конвертирующего агента (Н2О) (73,8 кДж) добавляется к расчетной сумме затрат на нагрев (!нагрев).
• А = ^охлаждение - ^нагрев.;
• К^НТТЭ - тепловой поток от конвертера к НТТЭ.
В данных таблицы 3, основанных на результатах расчетов, представленных в таблицах 1 и 2, показано распределение водорода, полученного конверсией и подаваемого в ВТТЭ для компенсации затрат на реакцию эндотермической конверсии и для компенсации потерь на нагрев входных потоков, а также количество выделяющегося водорода (для НТТЭ), игнорируя потери при рекуперации тепла и компенсацию потерь количества тепла, необходимого для нагрева входных потоков.
Анализ данных, представленных в таблицах 1-3, показывает, что для всех рассматриваемых значений кпд ВТТЭ, наблюдался положительный тепловой баланс, и не требовалась подача Н2 в ВТТЭ для покрытия тепловых расходов на нагрев входных потоков, поскольку высокотемпературной теплоты электрохимического окисления СО в ВТТЭ было достаточно для обеспечения процесса преобразования затрат [24]. Окисление оставшегося количества Н2 в НТТЭ увеличивает вклад полезной работы на этой стадии с ростом эффективности НТТЭ.
Когда температура конверсии снижается (ниже
минимальной предписанной - 800 K), скорость извлечения Н2 из смеси снижается, а когда температура конверсии повышается (выше максимальной предписанной - 1100 K), она повышается. Количество Н2, передаваемого в систему высокотемпературного окисления, изменяется в системе разделения с использованием селективной мембраны [19] (проницаемой для Н2 и непроницаемой для СО) или абсорбции под давлением (PSA) [17] путем регулирования скорости извлечения Н2 из смеси. Скорость извлечения Н2 регулируется изменени2ем давления сдвига на мембране или изменением частоты циклов. Количество Н2, извлеченного из смеси в системе разделения, регулируют путем изменения его количества и переносят в систему высокотемпературного окисления. Для обеспечения максимальной топливной эффективности метана, водород, выделяющийся из системы разделения, переносится в НТТЭ, включенный в систему утилизации водорода.
Оценка эффективности тандемной разно-температурной системы окисления проводилась двумя способами:
» 1 способ (уравнение 1)- на основании изменения энергии Гиббса (AG) по стадиям полезной электрической работа в НТТЭ и ВТТЭ [21,25] » 2 способ (уравнение 2)- по тепловому балансу «сжигаемого» топлива (AQ.) с полным использованием извлеченного тепла [21,25].
(1)
где: AGCO(B"n3) - изменение энергии Гиббса реакции окисления СО в ВТТЭ; AG„O(B"n3) = -196.6 кДж; AGM (ВТТЭ)
2 затрат
риформинга; AGН2(ВТТЭ) = изменение энергии Гиббса
- изменение энергии Гиббса реакции окисления у молей Н на погашение затрат эндотермической реакции
-193.1 кДж; ДGн2(НТТЭ) -энергии 1иббса реакции окисления (3-у) молей Н2 (в НТТЭ); ДGН2(НТТЭ) = -237.3 кДж; ДНсжСН4 -теплота сжигания метана в атмосфере кислорода; ДНсжСН = -800.9 кДж.
При расчете эффективного кпд по тепловому балансу «сжигаемого» топлива (ДQ.) (уравнение 2) принимают, что полезной работой является все тепло, за исключением теплоты образования Н2О (ДН б Н О ) при Т = 300 К в НТТЭ (уравнение 3). ор 2 ж
где: AHfHA = -241.81 кДж; пэл(НТТЭ) - величина электрического кпд НТТЭ (в долях);
количество неконвертируемого тепла. (3)
В таблице 4 представлены данные об эффективных значениях кпд тандемной разнотемпературной окислительной системы. Пределы расчетов определяются значениями электрических кпд ВТТЭ и НТТЭ от 50% до 60%.
Таблица 4. Эффективный кпд (п1эфф.) тандемной разнотемпературной системы
НТТЭ
П=50%, a=0.293 П=60%, a=0.604
ВТТЭ 0.68 моль Н2 (HIFC) 2.32 моль Н2 (LTFC) 1.13 моль Н2 (HIFC) 1.87 моль Н2 (LTFC)
(1 способ) AG (2 способ) AQ (1 способ) AG (2 способ) AQ
П1Эфф. [%] П1Эфф [%] Пйфф [%] П1Эфф [%]
n =50% 61.7 63.3 68.5 69.7
П =60% 69.1 70.6 74.6 75.8
Принимая во внимание данные, представленные в таблице 4, следует отметить, что общая эффективность (П!эфф.,с полным использованием извлеченного тепла) рассматриваемой тандемной системы зависит от эффективности составляющих ее топливных элементов. В том случае, если ПВТТз = 50%, общая эффективность увеличивается с 61% до 69% (при полном использовании рекуперированного тепла). Стадия окисления СО в ВТТЭ вносит ~ 15% ВТ в полезную работу, стадия окисления Н2 в ВТТЭ ~ 9%, стадия окисления Н2 в НТТЭ ~ 37% до 45% (в зависимости от эффективности НТТЭ). При ПВТТЭ = 60% общая эффективность увеличивается с 69% до 75% (при полном использовании рекуперированного тепла). Стадия окисления СО в ВТТЭ вносит ~ 19% в полезную работу, стадия окисления Н2 в ВТТЭ ~ 19%, стадия окисления Н2 в НТТЭ ~ 31% до 37% (в зависимости от эффективности НТТЭ) [25].
Выводы
1. С ростом Пвттэ увеличивается количество водорода, поступающего в ВТТЭ на компенсацию потерь эндотермической реакции в конверторе, и, соответственно, количество водорода, поступающего в ВТТЭ на компенсацию потерь, связанных с нагревом входных потоков, уменьшается. Дополнительный водород для компенсации потерь, связанных с подогревом входных потоков в ВТТЭ, не требуется для всех рассмотренных значений пВТТЭ.
2. С ростом пНТТЭ при сжигании оставшихся молей Н2 увеличивается полезный выход (AG) и вклад этой стадии в полезную работу, соответственно, увеличивается и П!эфф.
3. Для компенсации потерь, связанных с нагревом входных потоков в высокотемпературном топливном элементе, требуется дополнительный водород, а тепло, выделяющееся при его сжигании, гасит нагрев холодных входных потоков, создавая положительный тепловой баланс.
4. Общий электрический кпд тандемной установки, включающей топливный преобразователь (конвертор), систему разделения, систему высокотемпературного
окисления и систему утилизации водорода (при использовании НТТЭ) выше, чем для каждого из топливных элементов по отдельности.
Литература
1 Dunikov D.O.j Borzenko V.I., Malyshenko S.P., Blinov D.V. Kazakov, A.N. Prospective technologies for using biohydrogen in power installations on the basis of fuel cells (a review) // Teploenergetika [Thermal Engineering]. 2013. V. 60(3). P. 202-211.
2. Малышенко С.П., Назарова О.В., Сарымов Ю.А. Некоторые термодинамические т технико-экономические аспекты применения водорода как энергоносителя в электроэнергетике // Атомная водородная энергетика и технология. 1986. № 7. C. 105-126.[ Malyshenko S.P., Nazarova O.V., Sarymov Yu.A. Nekotorye termodina-micheskie i tekhnikoekonomicheskie aspekty primeneniya vodoroda kak energonositelya v elektroenergetike [Some thermodynamic and techno-economic aspects of the use of hydrogen as an energy carrier in the energy sector] () Atomic hydrogen energy and technology. 1986. N 7. P. 105-126].
3. Gahleitner G. Hydrogen from renewable electricity: An international review of power-to-gas pilot plants for stationary applications // International Journal of Hydrogen Energy. 2013. V.38 (5). P. 2039-2061.
4. Chusov A.N., Zubkova M.Yu., Korablev V.V., Maslikov V.I., Molodtsov D.V. The technology of using hydrogen-containing mixtures based on biogas in fuel cells for energy supply autonomous consumers // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. 2013. N 4-1(183). P. 78-85.
5. Zubkova M.Yu., Maslikov V.I., Molodtsov D.V., Chusov A.N. Experimental research of hydrogenous fuel production from biogas for usage in fuel cells of autonomous power supply systems // Advanced Materials Research. 2014. N 941-944. P. 2107-2111.
6. Zubkova M.Yu., Maslikov V.I., Molodtsov D.V., Chusov A.N. The ways assessment of direct production electricity and heat from hydrogenous fuel based on biogas for autonomous consumers Applied Mechanics and Materials. 2014. N 587-589, pp. 330-337.
7. Zhazhkov V.V., Zubkova M.Yu., Maslikov V.I., Molodtsov D.V., Chusov A.N., Semenenko D.V. Model calculation of energy carriers expenses on the basis of biogas in system reformer - fuel cell for autonomous power supply systems // Applied Mechanics and Materials. 2015. N 725-726. P. 1602-1608.
8. Chaubey R., Sahu S., James O.O., Maity S. A review on development of industrial processes and emerging techniques for production of hydrogen from renewable and sustainable sources // Renewable and Sustainable Energy Reviews 2020. V. 23. P. 443-462.
9. Vatin N., Petrichenko M., Nemova D., Staritcyna A., Tarasova D. Renovation of educational buildings to increase energy efficiency // Applied Mechanics and Materials. 2014. V. 633-634. P. 1023-1028.
10. Vatin N.I., Gorshkov A.S., Nemova D.V., Staritcyna A.A., Tarasova D.S. , The energy-efficient heat insulation thickness for systems of hinged ventilated facades // Advanced Materials Research. 2014. V. 941-944. P. 905-920.
11. Nemova D., Murgul V., Pukhkal V., Golik A., Chizhov E., Vatin N. Reconstruction of administrative buildings of the 70's: The possibility of energy modernization // Journal of Applied Engineering Science. 2014. V. 12(1). P. 37-44.
12. Vatin N.I., Nemova D.V., Tarasova D.S., Staritcyna A.A. Increase of energy efficiency for educational institution building // Advanced materials research, 2020. V. 953-954. P. 854-870.
13. Giddey S., Ciacchi F.T., Badwal S.P.S. Fuel Quality and Operational Issues for Polymer Electrolyte
Membrane (РЕМ) Fuel Cells // Ionics. 2005. V. 11. P.1-10
14. Bossel U. inventor; Asea Brown Boveri Ltd., assignee. Device for conversion of chemical energy from hydrocarbons into electric energy by an electrochemical high-temperature process. United States patent US 5,079,105. January 7, 1992.
15. Keefer B.G., Babicki M.L., Kirby M.H. inventors; QuestAir Technologies Inc., assignee. Enhanced solid oxide fuel cell systems. United States patent US 7,285,350. October 23, 2007.
16. Geisbrecht R.A., Williams M.C. inventors; The United States of America as represented by the Department of Energy, assignee. Fuel cell-fuel cell hybrid system. United States patent US 6,623,880. September 23, 2003.
17. Keefer B.G. inventor; QuestAir Technologies Inc., assignee. High temperature fuel cell power plant. United States patent US 7,097,925. August 29, 2006.
18. Keefer B.G., Connor D.J., Hunter C.F. inventors; Quest Air Technologies Inc., assignee. Energy efficient gas separation for fuel cells. United States patent US 7,087,331. August 8, 2006.
19. Livshits A.I. Superconductivity metal membrane for hydrogen and release of hydrogen from gas mixtures // Proc. Reports. 4th Russian Conference "Physical Problems of Hydrogen Energy", 2007. pp. 1-3.
20. Pondo J.M., Goodwin D.J., Sishtla C.P., Randy J., Remick R.J., inventors; Gas Technology Insti-
tute, assignee. Thermally integrated fuel cell power system. United States patent US 7,008,711. March 7, 2006.
21. Stroganov A.A.j Zubkova M.U. Thermodynamic extent of the ideal fuel cell efficiency //: XVI International conference "Chemical Thermodynamic in Russia (RCCT 2007)" and X International conference "Problems Solvatic Complex Formation in Solution", 01.06-07.06 2007 Ivanovo: Ivanovo State University of Chemistry and Technology, 2007. Vol. II, P. 382-384.
22.Micheli P.L., Williams M.C., Sudhoff F.A., inventors; The United States of America as represented by the United States Depratment of Energy, assignee. Indirect-fired gas turbine dual fuel cell power cycle. United States patent US 5,541,014. July 30, 1996.
23. Skowronski M.J. inventor; Southern California Edison Company, assignee. Power generation system utilizing turbine and fuel cell. United States patent US 5,811,201. September 22, 1998.
24. Stroganov A.A., Zubkova M.Yu. inventors and assignee. Carbon-bearing fuel use in the system containing the high-temperature fuel cell. pat 2475899 Rus. Federation. February 20, 2013.
25. Zubkova M.Yu., Stroganov A.A., Chusov A.N., Molodtsov D.V. Hydrogenous fuel as an energy material for efficient operation of tandem system based on fuel cells // Key Engineering Materials. 2017. T. 723. C. 616-621.
Сведения об авторах
Зубкова Марина Юрьевна, эксперт, канд. хим. наук, Санкт-Петербургская Химическая компания; Marina Yu. Zubkova, expert, Ph.D (Chem.), Saint-Petersburg Chemical Company, [email protected]
Строганов Александр Анатольевич, президент, канд. техн. наук, Группа Компаний «Люмэкс»; Alexander A. Stroganov, president, Ph.D (Eng.), Companies Group "Lumex", [email protected]
Храмов Александр Николаевич, доцент, канд. хим. наук; каф. аналитической химии СПбГТИ(ТУ); Alexander N. Khramov, Associate Professor, Ph.D (Chem.), Saint-Petersburg State Institute of Technology, [email protected]
