Эксπир
Регистрация / Вход

Технологии создания систем обратимого твердофазного хранения и очистки водорода, интегрированных с энергоустановками на базе топливных элементов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.11.6032
Организация
ОИВТ РАН
Руководитель работ
Малышенко Станислав Петрович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
18 млн
Внебюджетные средства
4,5 млн

Создание научно-технического задела для создания демонстрационной интегрированной системы хранения и очистки водорода на базе обратимых твердофазных низкотемпературных водородопоглощающих материалов для топливообеспечения энергоустановки с низкотемпературным твердополимерным топливным элементом мощностью от 1 до 5 кВт с использованием в качестве исходного топлива технического водорода, содержащего примеси.

Соисполнители

Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"

Этапы проекта

1
13.06.2007 - 15.09.2007
Выполнен анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации, проведены патентные исследования по конструкции металлогидридных реакторов хранения водорода. В результате произведен выбор, обоснована осуществимость и проанализирована эффективность схемы системы обратимого твердофазного хранения и очистки водорода, интегрированной с энергоустановкой на базе топливных элементов. Определены варианты возможных конструктивных решений реакторов твердофазного хранения водорода. Выполнены экспериментальные исследования процессов тепломассопереноса в устройствах хранения и очистки водорода, математическое моделирование работы устройств хранения и очистки водорода.
Развернуть
2
16.09.2007 - 31.12.2007
Выполнены экспериментальные исследования процессов тепломассопереноса в устройствах хранения и очистки водорода в том числе при сорбции водорода, содержащего газообразные примеси. Экспериментально отработаны режимы очистки водорода. Выполнено математическое моделирование работы устройств хранения и очистки водорода. Проведено сопоставление результатов эксперимента с результатами расчетов и математического моделирования, выполнена корректировка математических моделей по результатам экспериментов. Определены требования к основному оборудованию системы, продемонстрирована осуществимость создания системы, разработаны и испытаны водородопоглощающие сплавы для использования в системе. Разработана конструкторская документация на четыре типа усовершенствованных металлогидридных реактора для использования в системе хранения и очистки водорода.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
На Этапе 3 в рамках государственного контракта от 13 июня 2007 г. № 02.516.11.6032 проведены экспериментальные исследования и выполнено математическое моделирование процессов при работе металлогидридных устройств хранения и очистки водорода при зарядке и разрядке, исследованы проблемы интеграции металлогидридной системы топливообеспечения и топливного элемента, выполнены экспериментальные исследования свойств и изготовлены новые водородопоглощающие материалы, изготовлены и испытаны металлогидридных реакторы и блоки демонстрационной системы топлиовобеспечения. По результатам сравнительных испытаний предложенная ОИВТ РАН конструкция металлогидридных патронов продемонстрировала ускорение поглощения водорода на 30% для патронов с гофрированной внешней поверхностью и на 25% с гладкой, подготовлена заявка на патент. Продемонстрирована стабильная работа энергоустановки в составе металлогидридной системы хранения водорода и твердополимерного топливного элемента мощностью 5 кВт. Получены зависимости эффективной теплопроводности засыпок водородопоглощающих сплавов от давления заполняющих газов, показано, что в диапазоне давлений, соответствующих рабочим давлениям системы хранения и очистки водорода, эффективная теплопроводность снижается со снижением давления. Разработаны поглощающие сплавы, оптимизированные для работы в составе системы хранения и очистки водорода и выплавлены партии сплавов для загрузки: в подсистему очистки водорода 25 кг LaFe0.1Mn0.3Ni4.8; в подсистему хранения водорода 110 кг La0.5Nd0.5Al0.1Fe0.4Co0.2Ni4.3. Изготовлены и испытаны три реактора РХО-3 емкостью до 5 кг поглощающего сплава. Выполнен выбор конструктивного решения и изготовлена подсистема металлогидридной очистки водорода, предназначенная к использованию в составе демонстрационной системы хранения и очистки водорода, определены оптимальные режимы работы подсистемы, составлена циклограмма работы по трехреакторной схеме, обеспечивающей производительность до 75 н.л/ч очищенного до 99,98% водорода. Разработана методика испытаний демонстрационной системы хранения и очистки водорода. Разработан проект инструкции по эксплуатации демонстрационной системы хранения и очистки водорода. Создана конструкторская документация на реактор хранения водорода емкостью до 81 кг поглощающего сплава. Разработанный экспериментальный металлогидридный реактор рекомендован комиссией Ученого совета ОИВТ РАН к изготовлению, КД направлена изготовителю.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Обобщены результаты экспериментальных исследований и математического моделирования процессов при работе металлогидридных устройств хранения и очистки водорода при зарядке и разрядке, доработаны узлы и блоки, изготовлен и испытан демонстрационный образец интегрированной системы хранения и очистки водорода, отработаны основные режимы работы, проведена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем, проведены патентные исследования, проведены технико-экономические исследования эффективности внедрения результатов исследования в народное хозяйство, оценена возможность создания конкурентоспособной продукции и разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Продолжительность работ
2009 - 2010, 15 мес.
Бюджетные средства
3,7 млн
Организация
ОИВТ РАН
профинансировано
Тема
Создание научно-технического задела по технологиям безопасного хранения и очистки водорода на основе обратимых твердофазных аккумулирующих сред.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
36 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка многофункциональной системы твердофазного обратимого хранения водорода с участием научных организаций Швейцарии.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 16 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследования, разработки и создание новых технологий и систем безопасного хранения водорода в твердофазном связанном состоянии на основе обратимых металлогидридов и композитных наноструктурных материалов.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологий автономных и резервных источников энергии на основе необратимых и регенерируемых генераторов водорода и топливных элементов
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
24 млн
Количество заявок
5
Тема
Разработка научно-технических основ технологии создания металлогидридных блоков очистки водорода для систем водородного охлаждения турбогенераторов.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
2