CC BY
59
кристаллизующиеся каучуки СКИ-3, наирит КР-50 практически не приводит к существенному изменению скорости вулканизации и времени достижения оптимума вулканизации по мере наполнения. В случае наполнения некристаллизующегося каучука СКМС-ЗОАРКМ-15 и СКН-18М наблюдается заметное изменение этих показателей. Особенно ярко это проявляется при высоких степенях наполнения резиновых смесей (> 40 мас. ч. на 100 масс. ч. каучука) зола уносами АТЭС. Изменения вулканизационных характеристик каучука связано со структурными особенностями данного наполнителя.
Кинетическое исследование резиновых смесей показывает широкое плато вулканизации, которое относительно мало изменяется от оптимального параметра.
Таким образом, технологические свойства эластомерных композиций, наполненных зола уносами АТЭС, улучшаются по сравнению с серийно применяемым каолином. Это может быть следствием специфического состава и структуры зола уноса АТЭС. Однако для окончательного заключения важно проанализировать технические свойства резин, наполненных зола уносами АТЭС.
Литература
1. Негматов С. С., Ибадуллаев А. С., Салимсаков Ю. А., Лысенко А. М. Механо-химическая активация эффективный метод повышения эксплуатационных свойств и долговечности композиционных материалов // Композиционные материалы.
2003. № 2. С. 47-49.
2. Ибадуллаев А. С., Негматов С. С., Мирзаолимов М. Р., Хайдаров И. Ю., Ибадуллаев У. М., Тешабаева Э. У. Влияние дисперсных наполнителей на вязкоупругие свойства не вулканизированных эластомеров // Композиционные материалы. 2003. № 2. С. 5-7.
3. Ибадуллаев А. С., Негматов С. С., Тешабаева Э. У., Азизова Ф. А., Ибадуллаев У. М., Носирова Л. Т. Физико-механические свойства композиционных эластомерных материалов, наполненных кизилгия // Композиционные материалы.
2004. №2. С. 61-62.
Ибадуллаев А. Некоторые особенности усиления каучуков общего назначения дисперсными бентонитами Узбекистана // Композиционные материалы. 2004. № 2. С. 32-35
Installations on fuel elements Yakupova P. (Russian Federation) Установки на топливных элементах Якупова П. И. (Российская Федерация)
Якупова Полина Ильдаровна / Yakupova Polina - студент, Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа
Аннотация: приводится описание современного альтернативного источника энергии - топливного элемента, рассматривается принцип его действия. Анализируются теплоэнергетические установки на топливных элементах. Abstract: the description of a modern alternative energy source - a fuel element is provided, the principle of his action is considered. Heat power installations on fuel elements are analyzed.
Ключевые слова: электроэнергия, топливный элемент, электролит, гибридная система.
Keywords: electric power, fuel element, electrolyte, hybrid system.
В настоящее время в ряду современных перспективных способов получения энергии особое место занимает технология получения электроэнергии, используемой в топливных элементах. Она позволяет решить задачу повышения уровня энергосбережения одновременно с задачами улучшения экологии.
Топливный элемент - это устройство, позволяющее эффективно вырабатывать электрический ток и тепло из топлива с высоким содержанием водорода посредством бесшумной и беспламенной электрохимической реакции [1, с. 112-118].
Простейший элемент состоит из полимерной мембраны (протонообменной, на основе ортофосфорной кислоты, на основе расплавленного карбоната или твердого оксида), помещенной между анодом и катодом вместе с анодным и катодным катализаторами [2, с. 151]. Полимерная мембрана используется в качестве электролита. Схема элемента приведена на рис. 1.
Молекулы водорода сквозь каналы в пластине поступают на анод, где происходит разложение молекул на отдельные атомы [3, с. 235].
Рис. 1. Топливный элемент с протонообменной мембраной
В результате хемосорбции в присутствии катализатора атомы водорода превращаются в положительно заряженные ионы водорода И4, т. е. протоны, диффундирующие к катоду через мембрану, взаимодействуют с подведенным кислородом, образуя воду. Поток электронов направляется к катоду через внешнюю электрическую цепь, к которой подключена нагрузка (потребитель электрической энергии).
Количество электрической энергии, производимой топливным элементом, зависит от типа топливного элемента, геометрических размеров, температуры, давления газа. Отдельный топливный элемент обеспечивают ЭДС менее 1,16 В, но можно увеличить размеры топливных элементов или соединить их в батареи. Таким образом, область применения топливных элементов распространяется от бытовой электроники до электростанций и гибридных систем генерации электроэнергии, тепла и холода, таких
как «топливный элемент - газовая турбина», «топливный элемент - абсорбционный холодильник» [4, с. 45].
Рис. 2. Гибридная система «топливный элемент - газовая турбина»
Система включает батарею твердооксидных топливных элементов и газовую турбину, генерирует то же количество электроэнергии, что и традиционные системы сжигания природного топлива, но требует при этом в два раза меньше топлива, что обеспечивает высокий уровень энергосбережения. При этом затраты на топливо сокращаются вдвое, существенно уменьшается количество выбросов - более, чем на 90 %, включая парниковый газ, С02.
Резервуар топливного бака Плановое значение теплового КПД: 90%
Рис. 3. Гибридная система «топливный элемент - абсорбционный холодильник»
Данная гибридная система, объединяющая перспективные твердооксидные элементы и абсорбционную холодильную/нагревательную установку, совместно производит тепло и энергию. Она вырабатывает электричество и одновременно обеспечивает обогрев или воздушное кондиционирование и вентиляцию зданий. Это происходит при освобождении горячих выхлопных газов из топливных элементов для замены газовой горелки высокотемпературного генератора в традиционной двухступенчатой абсорбционной холодильной/нагревательной установке.
В целом можно сделать вывод: теплоэнергетические установки на топливных элементах обеспечивают высокий КПД в диапазоне 60-95 %, низкую себестоимость электроэнергии, имеют широкий диапазон электрической мощности от мВт до МВт постоянного или переменного тока, большой модельный ряд, удовлетворяющий разным уровням потребности в электроэнергии, широкий диапазон климатического исполнения, низкий уровень шума и выбросов, высокую экологичность.
Литература
1. Багоцкий В. С, Васильева Б. Ю. Топливные элементы. Некоторые вопросы теории. М.: Наука, 1964. 140 с.
2. Багоцкий В. С., Скудин А. М. Химические источники тока. М.: Энергоиздат, 1981. 360 с.
3. Коровин Н. В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки. М.: Издательство МЭИ, 2005. 280 с.
4. Михайлов А., Сайданов В., Ландграф И. Энергетические установки на базе топливных элементов. Перспективы применения // Новости электротехники. 2007. № 5. С. 45-47.
