Текст наукової статті на тему «АЛЮМИНИЙ ЯК ДЖЕРЕЛО ЕНЕРГІЇ?»
І все ж, оскільки асортимент імпортних УПП значно ширше, їх частка на ринку швидше за все залишиться вищою ".
«У перспективі західне обладнання буде купуватися в основному в комплекті із засобами комплексної автоматизації об'єктів, - прогнозує Станіслав Косчінскій. -Отечественние УПП поступово будуть витіснятися з ринку китайськими виробниками, які продають свої вироби через "підставні" російські компанії ».
Тут варто пояснити, що на думку багатьох фахівців, проблему для розвитку ринку УПП (і електроенергетичного обладнання в цілому) представляють недобросовісні виробники, які заявляють, що їхня продукція російського виробництва, а на ділі мова йде про китайських виро "ліях не найвищої якості, ви-8 пускаємо під російською маркою. £ "У зв'язку з вступом до СОТ частка | імпортного обладнання може не-2 скільки зрости, - припускає 2 Олексій Юшкін. - Але це не критично 1 для російського ринку, і догляд некото® яких не надто серйозних гравців не I стане катастрофою. Замість отечест-§ венного додасться якийсь колічес- £ тво імпортного ширвжитку. у будь-якому | разі майбутнє за серйозними надійний? ними виробами, які в стані ^ вирішувати завдання замовника ".
кек ДЖЕРЕЛО ЕНЕРГІЇ
У всьому світі тривають пошуки альтернативних джерел енергії - недорогих, поновлюваних, екологічно чистих. Виявляється, таким джерелом може стати не тільки Сонце, вітер і вода, але і звичайний алюміній.
Як метал може бути джерелом електроенергії? В Об'єднаному інституті високих температур Російської академії наук (ОИВТ РАН, Москва), де під керівництвом академіка А.Є. Шейн-довжина ведуться дослідження по алюмо-водневій енергетиці, знають відповідь на це питання.
На думку вчених, алюміній за своїм енергетичному потенціалу дуже близький до водню, що вважається сьогодні перспективним паливом. При цьому алюміній позбавлений недоліків, властивих водню (надзвичайно мала щільність газу і вибухонебезпечність). Коли мова йде про зберігання та транспортування водню, виникає маса питань, пов'язаних з безпекою. Також до цих пір не існує простого і недорогого способу виробництва водню в масових кількостях з поновлюваних ресурсів.
Алюміній ж за поширеністю в природі коштує на першому місці серед металів і на третьому, після кисню і кремнію, серед хімічних елементів. У звичайних умовах алюміній хімічно інертний. Причому продукти його окислення можна повторно використовувати для відновлення металу, тому немає необхідності значно розширювати видобуток алюмосодержащіх копалин.
Існує дві концепції використання алюмінію в якості проміжного енергоносія. перша предпола-
Гаета пряме електрохімічне окислення в повітряно-алюмінієвих паливних елементах (ВАТЕ). Друга - хімічне окислення алюмінію водою з метою отримання водню, який потім використовується як паливо (алюмоводород-ні технології). Розглянемо кожну з них докладніше.
"Фахівці ОИВТ РАН розробили серію повітряно-алюмінієвих паливних елементів. Такий елемент має споживаний анод з низьколегованого алюмінієвого сплаву і пористий катод з каталізатором на основі активованого вугілля. Анод і катод розділені лужним електролітом. На практиці термодинамічний ККД такого елемента досягав 55%", - пишуть Олександр Шейндлін, академік, почесний директор ОИВТ РАН і Андрій Жук, доктор технічних наук, заст. директора з наукової роботи.
Інститутом нових енергетичних проблем ОИВТ РАН виконано кілька розробок на основі ВАТЕ, що мають практичне застосування.
Інша розробка - ліхтар-прожектор з перезаряджається в польових умовах батареєю повітряно-алюмінієвої системи. Енергоємність батареї ВАТЕ з сольовим електролітом - 70 А. ч. Перезаряд йде протягом 2-3 хвилин шляхом заміни електроліту і / або анодів. Маса ліхтаря з електролітом 1.37 кг, запасу електроліту досить для світіння ліхтаря протягом 8 годин. Вартість генерується ВАТЕ енергії визначається вартістю анодів і, за розрахунками фахівців, становить близько 0.04 руб. / Вт. ч, що значно нижче, ніж в ліхтарях з сухими одноразовими батареями. Очікувана собівартість ліхтаря при серійному виробництві складе 350 руб.
У русі та резерві
ВА ЕХГ складається з повітряно-алюмінієвої батареї, контурів циркуляції електроліту і подачі повітря, які включають в себе насос, бак для електроліту і вентилятор. Перезаряд генератора відбувається за рахунок заміни анодів і лужного електроліту.
Питома енергія ВА ЕХГ - потужність 270 Вт. ч / кг, що в 3-5 разів більше, ніж у традиційних електрохімічних джерел. Термін збереження батареї в резерві до приведення в дію 15-20 років. При напрузі 24-27 В номінальний постійний струм розряду складе 60 А. При цьому струмі ВА ЕХГ зможе безперервно генерувати електроенергію протягом 10 годин.
Очікувана собівартість ВА ЕХГ при серійному виробництві складе 5-6 тис. Руб. а вартість генерованої в ньому електроенергії визначається вартістю анодів і оцінюється приблизно 0.06 руб. / Вт. ч, що можна порівняти з вартістю електроенергії, вироблюваної повітряно-водневими паливними елементами, і значно нижче, ніж в інших одноразових резервних батареях.
На основі ВА ЕХГ розроблена гібрід- 3 ная енергоустановки для електромобіля, § включає акумулятори та суперкон- Г денсатори. Вона забезпечує покриття | пікової потужності при розгоні і под'- § yoме до 11.5 кВт, а також накопичення $ регенерируемой енергії гальмування. | Запас енергії комбінованої енерго- ® установки забезпечує пробіг елект I ромобіля відповідно до міжна § ним міським циклом в 3-5 вище, ніж у £ акумуляторних електромобілів. |
ВА ЕХГ може використовуватися і в ка. честве стаціонарної енергоустановки. = Завдяки тривалому терміну збереження батареї до приведення в дію,
її застосування виправдано в автономних резервних джерелах живлення. Активація генератора в надзвичайній ситуації дозволить забезпечити харчуванням системи освітлення, комунікації та зв'язку, електроінструмент.
В даному випадку електронний пристрій живиться від "вільно дихаючих по-дородно-повітряних паливних елементів" (СД ВВТЕ), розробкою яких також займається ОИВТ РАН. Алюмово-огрядні технології ж лежать в основі принципу дії мікрогенераторів водню для СД ВВТЕ.
Мікрогенераторів водню - пристрій з одноразовим замінним картриджем, вміщеним в герметичний корпус, який має штуцер для виходу водню, що прямує в паливний елемент. Картридж складається з двох частин: контейнера з водою і осередки з активованим алюмінієм. Обидві частини розділені мембранним елементом із заданою пористою структурою. У режимі зберігання реагенти розділені спеціальною водонепроникною перегородкою, щоб уникнути контакту алюмінію з водою або її парами. Для отримання водню необхідно привести в контакт обидві 13часті картриджа, в результаті чого вода 8 через мембрану починає надходити до £ реагенту.
| Безперечні переваги такого кар-§ тріджа в тому, що він безпечний в збе-2 неніі, дешевий і легко замінюємо. енерго- | ємність мікрогенератора водню на одиницю маси виробу - 200 Вт. ч / кг, К тобто пристрій може забезпечувати § високу потужність при досить міні- «атюрних розмірах.
| Крім портативних джерел струму | в Інституті розробляють серію ста- = стаціонарної енергетичних установок різної потужності, що виробляють тепло та електроенергію при окисленні час-
тиц дрібнодисперсного алюмінію водяною парою.
"При автономній роботі алюмоводо-рідних енергоустановок великої потужності водень Забороняється транспортування безпосередньо до споживача, а генерується на місці споживання в міру необхідності, - пише Євген Школярів, к.т.н. завідувач лабораторією алюмоводородной енергетики ОИВТ РАН. - Джерелом водню є реакція алюмінію з водою при підвищених температурі і тиску. в рамках практичної реалізації концепції в даний час в ОИВТ РАН виготовлена і проходить випробування когенерації-ційна енергетична установка КЕУ, вико ьзующая в якості вихідних реагентів воду і промислові порошки алюмінію ".
У такий розробки відразу кілька плюсів - при її експлуатації немає витрат на технічно складну з точки зору безпеки транспортування водню, а когенераційний ефект установки надзвичайно затребуваний в російських кліматичних умо
Для подальшого прочитання статті необхідно придбати повний текст. Статті надсилаються в форматі PDF на зазначену при оплаті пошту. Час доставки становить менше 10 хвилин. Вартість однієї статті - 150 рублів.