Хранение водорода в металле

Обновлено: 14.05.2024

Создание компактных, надежных и недорогих систем хранения и транспортировки водорода является одной из ключевых проблем развития водородной энергетики. Сложность этой задачи определяется тем, что в свободном состоянии водород — самый легкий и один из самых низкокипящих газов. Достаточно сказать, что в жидком и твердом состояниях водород более чем на порядок легче воды и на порядок легче бензина.

Наиболее известный способ хранения водорода — это хранение в сжатом состоянии. По своим массогабаритным характеристикам и по характеристикам взрывопожаробезопасности он не полностью удовлетворяет условиям эксплуатации в наземном транспорте и в морских условиях, особенно на подводных кораблях и аппаратах.

Взрывопожароопасным является и еще один известный вариант хранения водорода — в криогенном виде. Несмотря на то, что этот вариант хранения широко применяется в космической технике, он имеет существенные недостатки.

Неоднократно выполненные исследования проблемы взрывопожаробезопасности криогенного водорода показали, что для транспортных установок допустимо только кратковременное хранение водорода (не более нескольких суток), да и то при условии тщательного обоснования. При этом параметры взрывопожаробезопасности в значительной степени определяются объемом хранимого газа и улучшаются с уменьшением объема. Именно последнее обстоятельство позволило в лунной экспедиции космического корабля «Аполлон» использовать этот метод хранения. Что же касается возможности использования криогенного метода на кораблях и особенно на подводных лодках, где масса хранимого водорода во много раз больше, чем на космических кораблях, а время хранения составляет десятки суток, то вряд ли этот способ может оказаться приемлемым.

С точки зрения безопасности наиболее предпочтительный способ хранения водорода для транспортных средств — связанное хранение — либо в химически связанном виде (гидриды), либо с использованием управляемых способов сорбции-десорбции водорода некоторыми интерметаллическими соединениями. Именно способ связанного хранения водорода в гидридах интерметаллидов применяется на немецких подводных лодках типа U-212.

Перспективность хранения и генерации водорода в химически связанном состоянии определяется следующими особенностями этого способа:

накоплением водорода в составе гидридов, используемых как промежуточный продукт при транспортировке и хранении;
генерацией водорода непосредственно в месте его потребления, в частности на транспортном средстве, путем разложения гидридов одним из известных путей. Этот процесс может быть включен в рабочий цикл установки, что исключает необходимость предварительного накопления водорода перед его использованием;
применением принципа аккумулятора с возможностью многократной зарядки и разрядки без замены сорбентов;
относительно низкими давлением и температурой в процессе эксплуатации. Существенными недостатками этого способа являются большая удельная масса системы хранения и относительно высокая стоимость.

Классификация методов хранения водорода

В соответствии с классификацией департамента энергетики США, методы хранения водородного топлива можно разделить на 2 группы.

Первая группа включает физические методы, которые используют физические процессы (главным образом, компрессирование или ожижение) для переведения газообразного водорода в компактное состояние. Водород, хранимый с помощью физических методов, состоит из молекул Н₂, слабо взаимодействующих со средой хранения. На сегодня реализованы следующие физические методы хранения водорода:

Сжатый газообразный водород:

газовые баллоны;
стационарные массивные системы хранения, включая подземные резервуары;
хранение в трубопроводах;
стеклянные микросферы.

Жидкий водород: стационарные и транспортные криогенные контейнеры.

Вторая группа включает химические методы, в которых хранение водорода обеспечивается физическими или химическими процессами его взаимодействия с некоторыми материалами. Данные методы характеризуются сильным взаимодействием молекулярного либо атомарного водорода с материалом среды хранения и являются следующими:

цеолиты и родственные соединения;
активированный уголь;
углеводородные наноматериалы.

Абсорбция в объеме материала (металлогидриды).

Хранение водорода в газообразном виде под давлением

Это самый традиционный способ хранения водорода. Поскольку водород ведет себя по добно идеальному газу при температуре окружающей среды, справедливо уравнение для идеальных газов:

где n — количество водорода, моль; R — газовая постоянная.

Количество энергии, сохраненной в форме химической энергии сжатого водорода, может быть оценено изменением теплосодержания, когда водород использован, — например, когда он реагирует с кислородом, в результате чего получается вода.

Наземное хранение газообразного водорода

Наземные водородные контейнеры хранения отличаются по размерам, но имеют, как правило, стандартное давление 20 МПа. Есть также контейнеры высокого давления (> 20 МПа) и большие сферические контейнеры низкого давления (> 15 000 м 3 и 1,2— 1,6 МПа). Самый обычный материал, используемый в водородных контейнерах, — сталь. Это весьма дешевый и практичный материал, но тяжелый, и, таким образом, гравиметрическая плотность хранения водорода с учетом массы контейнера оказывается низкой. Некоторые контейнеры сделаны из алюминия. Такие баллоны при одинаковых давлениях легче стальных.

Идеальная объемная плотность энергии водорода под давлением 20 МПа при температуре окружающей среды составляет 651,4 кВт ∙ ч/м 3 . Для реальных систем эта величина, естественно, меньше, и когда принят во внимание контейнер, объемная плотность энергии в случае применения стальных контейнеров (цилиндрических баллонов) составит 537 кВт ∙ ч/м 3 .

Гравиметрическая плотность энергии (или удельная энергия) в баллоне под давлением, в отличие от объемной, очень сильно зависит от свойств материала контейнера. Традиционные стальные баллоны позволяют достигать плотности энергии приблизительно 0,45 кВт ∙ ч/кг, что эквивалентно 1,1 % массы сохраненного водорода по отношению к общей массе системы хранения. За счет оптимизации контейнера и выбора материала может быть достигнута относительная плотность 1,5—2,6 % массы сохраненного водорода от общей массы системы хранения.

Применение новых материалов позволило создать ультралегкие бесшовные контейнеры из углеродного волокна.

В этих контейнерах достигнута гравиметрическая плотность 6 % от веса.

Одно из положительных свойств контейнеров заключается в том, что они не пропускают водород, протечки практически отсутствуют. Небольшие утечки могут быть через соединения, но с помощью надлежащих стыков и регуляторов их легко предотвратить.

Подземное хранение газообразного водорода

Подземные пещеры — простой и относительно дешевый метод для крупномасштабного хранения водорода. Есть несколько различных видов пещер, которые могут использоваться: солевые пещеры, естественные пещеры и структуры водоносного слоя. Соль часто залегает в форме уровней, которые могут иметь толщину до нескольких сотен метров. Они фактически непроницаемы для воды и воздуха.

Водоносные слои расположены в пористых геологических уровнях. Газ вводится в пористый слой, первоначально заполненный водой, в котором и накапливается. Применение этого метода требует специальных геологических условий, он может использоваться только в некоторых регионах.

Помимо солевых пещер и водоносных слоев, водород может быть сохранен в естественных и искусственных пещерах.

Давление в земных пещерах изменяется от 8 до 16 МПа, и, таким образом, объемная плотность энергии составляет приблизительно 250—465 кВт ∙ ч/м 3 . В структурах водоносных слоев плотность энергии, естественно, значительно меньше. Потери, вызванные утечками в земных пещерах, составляют приблизительно 1—3 % от полного объема в год.

Хранение водорода в сжиженном виде

Жидкий водород используется как топливо в космической технологии в течение многих лет. Сосуды с жидким водородом легче, чем сосуды под давлением.

Однако водород превращается в жидкость при температуре 20,25 °К, и следовательно, система хранения требует сложных методов изоляции для предотвращения испарения. Квантово-механический анализ водорода показывает, что есть два различных вида водородных молекул: ортоводород с параллельным ядерным вращением и параводород с антипараллельным ядерным вращением. Это определяет необычное поведение теплоемкости водорода при низких температурах и приводит к отличию идеальной необходимой работы для сжижения водорода от экспериментальных данных.

Реальная энергия, которая должна быть израсходована для сжижения водорода, — при близительно 11 кВт ∙ ч/кг, что составляет около 28 % от высшей теплоты горения водорода. Это одна из самых больших проблем использования жидкого водорода. Однако эта потеря энергии в некоторых случаях частично компенсируется большой ее плотностью.

Плотность жидкого водорода, включая контейнер хранения, составляет приблизительно 25,9 % по массе, при этом массовая плотность энергии равна 10,1 кВт ∙ ч/кг и объемная плотность энергии — приблизительно 2760 кВт ∙ ч/м 3 .

Контейнеры хранения теряют энергию при неизбежном испарении водорода, которое вызвано теплопроводностью изоляции.

Потери на испарение изменяются от 0,06 % в день для больших контейнеров до 3 % в день — для маленьких сосудов. Контейнеры обычно имеют комбинированную изоляцию. Она включает вакуумную изоляцию, охлаждаемые паром лучевые экраны и обычную многослойную изоляцию (рис. 1.6).

Рис. 1.6 Схема изоляции контейнера для хранения жидкого водорода

Вакуумная изоляция уменьшает передачу теплоты теплопроводностью, поскольку теплопроводность газа сильно уменьшается при уменьшении его давления. Несколько отражающих экранов, окружающих внутренний контейнер (так называемая многослойная изоляция), могут уменьшить передачу теплоты излучением.

Значительное сокращение скорости испарения водорода, связанного с потоком теплоты q, может быть достигнуто путем охлаждения экранов изоляции вентилируемым водородным паром. Это уменьшает температурный перепад между экранами изоляции, что приводит к меньшему потоку теплоты. Такой метод используется прежде всего в больших контейнерах.

Хранение водорода в связанном виде

Хранение водорода в гидридах металлов

Металлические гидриды состоят из металлических атомов, которые составляют ведущую решетку, и водородных атомов, которые находятся в своеобразных ловушках, представляющих собой дефекты решетки или вакансию. Ловушка бывает дефектом строки, в котором могут накопиться атомы водорода. Такая дефектная строка увеличивает напряжение решетки, особенно если два смежных атома повторно объединяются, чтобы формировать молекулярный водород. С этого момента адсорбция водорода увеличивает размер решеток, поэтому металл обычно используют в виде порошка, чтобы предотвратить растрескивание крупных металлических частиц.

Технологии и способы хранения водорода

Технология хранения водорода в металлогидридных накопителях

Большинство ведущих мировых автопроизводителей взяли курс на массовый выпуск электромобилей (Electric vehicle, EV). При этом многие европейские компании уже к 2030 году планируют полностью отказаться от выпуска машин с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Американские и азиатские производители не столь радикальны, но и они планируют значительно сократить долю машин с ДВС в пользу электромобилей. Прямо сейчас компании инвестируют значительные средства в разработку и совершенствование технологий электрического транспорта.

Одно из направлений развития современных электромобилей – водородный транспорт. Водородные транспортные средства также являются электрическими, но способ их питания несколько отличается от электромобилей с аккумуляторными батареями. Водород, хранящийся на борту автомобиля, и кислород из воздуха подаются в топливный элемент, где они вступают в реакцию, вырабатывая электричество, которое питает электродвигатель. Одним из ключевых аспектов этой технологии является способ хранения водорода в автомобиле.

Метод хранения водорода, используемый сейчас для достижения максимальной плотности энергии и обеспечения достаточного пробега на одной заправке, - сжатие водорода до давлений порядка 700 бар. При этом водородный резервуар должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать столь высокое давление, а также непроницаемым для водорода, чтобы предотвратить его утечку. И каким бы ни был водородный резервуар, все равно сохраняется ненулевая вероятность инцидента, связанная с экстремально высоким давлением или утечкой этого взрывоопасного газа. В связи с этим идут исследования альтернативных, более безопасных способов хранения водорода.

Один из таких способов – химическое связывание водорода с помощью гидридов металлов. Металлогидридные накопители позволяют безопасно хранить водород высокой чистоты при низком давлении (от 1 до 40 бар) c очень высокой плотностью (до 150 кг/м³ по сравнению с 39 кг/м³ для водорода при 700 бар). Как же это работает?

Газообразный водород способен вступать в химическую реакцию со многими металлами (Mg) или сплавами металлов (FeTi, TiMn₂, LaNi₅, Mg₂Ni), образуя твердые соединения. Эта реакция является обратимой, что позволяет реализовывать циклы загрузки и выгрузки металлогидридных накопителей. Связывание газообразного водорода с образованием гидрида металла сопровождается выделением тепла (экзотермический процесс), и, как правило, проходит при температуре и давлении окружающей среды. Схематично процесс формирования металлогидрида показан на рисунке. После адсорбции на поверхности металла водород диссоциирует и диффундирует внутрь кристаллической решетки металла. В какой-то момент происходит локальное насыщение, что приводит к зарождению и росту фазы металлогидрида.

Обратный процесс (дегидрирование), сопровождающийся выделением газообразного водорода из металлогидрида, требует подачи достаточного количества тепла (эндотермический процесс). Это важно в контексте работы с топливными элементами, поскольку помимо электрической энергии они вырабатывают тепло, которое может использоваться для выделения водорода из металлогидридных накопителей. В результате снижаются затраты на охлаждение топливных элементов, возрастает энергетическая эффективность всей системы.

Процесс загрузки и выгрузки металлогидридного накопителя реализуется следующим образом. В разряженный накопитель подается газообразный водород при относительно низких температуре и давлении. Водород реагирует с металлом/сплавом внутри накопителя, формируется металлогидрид. На этом процесс загрузки завершен, накопитель герметизируется и хранится до момента использования. Для начала выгрузки водорода следует поднять температуру накопителя. В результате внутри образуется газообразный водород при высоком давлении (от 30 бар и выше). Достаточно открыть запорный вентиль накопителя, чтобы газ начал поступать к топливному элементу.

Очевидно, что ключевым элементом металлогидридного накопителя является металл или сплав, формирующий гидрид. Современная металлургия позволяет производить широкий спектр металлических сплавов заданных составов с определенными свойствами. А далее встает задача тестирования новых накопителей и определения оптимальных условий для процессов загрузки/выгрузки водорода. Решается она с помощью специализированных стендов, которые в том числе должны обеспечивать точное измерение и регулирование расхода/давления водорода. Получение надежных и воспроизводимых результатов исследований на таких стендах подразумевает высокий уровень автоматизации процесса испытаний.

Специалисты компании Bronkhorst High-Tech приняли участие в разработке подобной тестовой системы. Они предоставили решение для контролируемой подачи газообразного водорода в накопитель на этапе загрузки и измерения количества выделяемого газообразного водорода в процессе выгрузки.

Принципиальная схема газовой части испытательного стенда представлена на рисунке. Подача водорода в накопитель осуществляется с помощью расходомера IN-FLOW, управляющего регулирующим клапаном Vary-P. Такой выбор клапана обусловлен тем, что клапан Vary-P может работать при высоких перепадах давления (до 394 бар) и больших расходах (до 100 н.л/мин). В описываемой системе давление газа на входе расходомера может достигать 100 бар, в то время как давление в накопителе на этапе загрузки близко к атмосферному и значительно ниже входного.

Контрольной переменной в исследованиях обычно выступает давление. Для контроля давления на этапе загрузки параллельно с расходомером IN-FLOW на входе накопителя устанавливается измеритель давления IN-PRESS. Он измеряет давление в накопителе, а в случае превышения фактического значения по сравнению с требуемым IN-PRESS подает управляющий сигнал на расходомер, который снижает расход, нормализуя давление. В результате расходомер и измеритель давления работают вместе как регулятор расхода-давления. Такой режим работы приборов в этой установке реализован благодаря автоматизированной системе управления (АСУ), использующей протокол PROFIBUS-DP для связи между устройствами. В функцию АСУ также входит фиксация целого набора параметров приборов Bronkhorst®, доступных при подключении по цифровому интерфейсу (мгновенный расход, показание счетчика, срабатывание сигнализаторов, управляющий сигнал на регулирующий клапан и т.д.). Эти данные используются на более поздних этапах работы для детального анализа результатов экспериментов.

Контроль давления в накопителе на стадии выгрузки осуществляется регулятором давления IN-PRESS, также оснащенным клапаном Vary-P. Основное внимание в рамках исследований уделяется вопросу снижения рабочих давлений и, соответственно, повышению безопасности накопителя. Типичное рабочее давление в накопителе составляет 30 бар, хотя предусмотрена возможность повышения давления до 100 бар. Параллельно регулятору давления на выходе накопителя установлен шаровой кран, который используется для снижения давления до атмосферного.

Расходомер IN-FLOW на выходе системы работает в режиме счетчика. Все расходомеры Bronkhorst® помимо измерения мгновенного расхода могут считать суммарное количество газа, прошедшее через прибор. Перед началом этапа выгрузки АСУ установки посылает команду на сброс показаний счетчика. На протяжении всего процесса выгрузки проводится одновременная фиксация показаний мгновенного расхода и встроенного счетчика.

Проведение тестирования накопителей на этой установке проводится следующим образом. При загрузке клапаны на выходе накопителя закрываются, осуществляется подача водорода через входной регулятор расхода-давления. При выгрузке закрывается клапан на входе, а клапан на выходной стороне открываются. Полный эксперимент представляет собой последовательный процесс: сначала в накопитель подается водород и проверяется, какое количество газа может быть загружено при определенных условиях, какова стабильность введенного в накопитель водорода, насколько воспроизводимым является процесс. В процессе выгрузки фиксируется количество получаемого водорода и исследуются возможности оптимизации условий процесса.

Поскольку расходомеры IN-FLOW измеряют массовый расход, у исследователей есть возможность напрямую сравнивать массу водорода, поданного в накопитель на стадии загрузки (убыль массы баллона), с массой газа, полученного из накопителя при выгрузке.

Хранение водорода в бытовых условиях – опасная задача и хитрые решения

При грамотной комплектации системы альтернативного энергообеспечения, водород можно считать идеальным накопителем энергии. Выделить его из воды очень легко и также просто можно опять получить с его помощью электроэнергию. Но вот его хранение доставляет реальные неудобства.

Водород и его свойства в практическом ключе

Говорить о водороде имеет смысл только при встраивании его в систему альтернативного энергоснабжения на основе солнечных панелей или ветрогенераторов. Причиной тому служит цикличность генерации электричества такими источникам. Днём может быть слишком много электроэнергии от солнечных панелей, а ночью она не вырабатывается вообще. С ветром ещё хуже, тут даже нет заранее известной цикличности.

Так вот для хранения избытка электроэнергии, наиболее выгодно использовать водород, в сочетании с железо-никелевыми аккумуляторами. При этом водород нужен не для обычных генераторов, а чтобы питать им топливные элементы. КПД современных топливных элементов, выпускаемых серийно, находится в районе 90%. По сравнению с КПД обычных электрогенераторов на углеводородном сырье, в редких случаях превышающих 30%, топливные элементы находятся вне конкуренции.

При чём тут железо-никелевые аккумуляторы

У таких аккумуляторов есть два чрезвычайно важных свойства, которые делают их идеальным в домашней системе независимого энергообеспечения:

1. Они практически неубиваемы!

Железо-никелевые аккумуляторы не боятся переохлаждения или перегрева, им не страшно короткое замыкание, сильные ток зарядки или полная разрядка не причинят им вреда. В Европе и США есть объекты, где железо-никелевые батареи работают ещё со времён Второй Мировой Войны! В них только меняют электролит с регулярностью один раз в 10 лет, и подливают дистиллированную воду раз в месяц.

2. При зарядке железо-никелевого АКБ, около 30% энергии тратится на электролиз.

Т.е. в процессе зарядки, выделяется водород, который требуется только сохранить и потом использовать для питания топливных элементов. Разумеется, что этого объёма водорода будет недостаточно, потребуется дополнительный электролизёр. Но оставлять этот аспект работы таких аккумуляторов без внимания, может только Чубайсоголовый владелец.

Энергоёмкость водорода – неожиданный подвох

Чтобы не погружаться в сложные физические коэффициенты о теплотворной способности и теплоёмкости, можно привести такое сравнение. Если КПД превращения теплоносителя будет 100%, то для того, чтобы лампочка мощностью 100 Вт горела целые сутки, потребуется:

Керосина – 197 гр./243 мл;
Метана – 172 гр./0,414 мл. в сжиженном виде/ 239 литров в газообразном;
Водорода – 71 гр./1 литр в сжиженном виде/ 780 литров в газообразном;

Складывается двоякая картина! По весу, водорода надо меньше всего, но из-за того что у него самая маленькая плотность среди всех веществ, при пересчёте на объёмные показатели, водород проигрывает!

К тому же, процесс сжижения водорода чрезвычайно сложный, из-за его уникально низких критических параметров. При температуре -240˚C, давление насыщенного пара всего 13 атм. Даже если заполнять стальные баллоны сжатым водородом, то содержать дома компрессор выдающий «хотя бы» 300 атмосфер, дорого, шумно и неэффективно.

Водород как физическое вещество

Кроме самой низкой плотности, у водорода есть ещё одна любопытная особенность – чрезвычайно маленький размер молекулы Н₂.

ИНФОРМАЦИЯ: вообще, атом водорода(≈9 нм) меньше атома гелия (≈11 нм). Но на Земле водород не может существовать в атомарном состоянии, поэтому всегда образует молекулу Н₂, а её радиус уже ≈18нм.

Такой уникально маленький размер, позволяет водороду просачиваться даже сквозь металлы! Если не контролировать этот процесс, то металлические ёмкости теряют свою прочность и покрываются трещинами, это явление называется «водородное охрупчивание металла». При этом сильнее всего от этой напасти страдают высокопрочные стали.

С увеличением давления, скорость диффузии водорода в металл повышается. Поэтому водород может растворяться в некоторых металлах, причём в очень больших количествах.

Безопасное хранение водорода в домашних условиях

Водород не более и не менее опасен, чем другие легковоспламеняющиеся виды топлива. Однако его уникальные характеристики следует рассматривать как выгодные.

Водород легче воздуха и поэтому быстро рассеивается в случае утечки. Это сводит к минимуму возможность накопления и возгорания. В случае, если водород воспламеняется, его пламя генерирует меньше тепла из-за отсутствия углерода. Это делает водород существенно более безопасным для потребителя, чем обычные углеводородные топлива (пропан-бутан или бензин).

Но в практическом применении, баллоны под высоким давлением сами являются источником опасности.

Американская компания Fuel Cell Store, почти 20 лет использует свойство растворимости водорода в металлах, для его хранения в бытовых условиях. Решение настолько простое и фантастически выгодное, что кажется просто невозможным. Однако, купить их продукцию может любой желающий. Называется такой способ – металлогидридным.

Как устроены и работают металлогидридные накопители водорода

Водород хранится под низким давлением внутри перезаправляемых картриджей, отвечающих самым передовым стандартам безопасности с точки зрения материалов и технологий. Емкости для хранения водорода SOLID-H заполнены калиброванными смесями металлов (металлическими порошками), которые поглощают водород с образованием гидрида, а при необходимости выделяют газ.

Самые популярные накопители SOLID-H обеспечивают избыточное давление водорода в несколько атмосфер при комнатной температуре. Это самый безопасный метод хранения легковоспламеняющихся газов. Если в водородной системе возникает утечка, например накопитель раздавят, то SOLID-H немедленно выделяет небольшую часть сохранённого газа. Остальной объём будет выпущен в течение нескольких часов.

Такая система хранения регулируется температурой: охлаждающее действие воды или воздуха способствует более быстрому и полному поглощению водорода в фазе зарядки, и наоборот, тепло способствует полному выходу газа.

За параметры объёма хранящегося газа и избыточного давления, отвечают разные смеси металлов.

Выбор сплава

Есть две базовые смеси, с разными техническими и ценовыми характеристиками:

Смесь А чуть дешевле, позволяет растворить в 1 л. наполнителя 530 литров водорода. Смеси L, M и H поглощают только 481 литр газа.

Скорость заряда и выхода водорода

Скорость разряда зависит от многих переменных. В общем случае не следует ожидать, что весь водород высвободится за считанные минуты. Требуется время, чтобы вывести 90% или более накопленного водорода из стандартного металлогидридного контейнера. Самые большие контейнеры SOLID-H ™ требуют 2-3 дней для полной разгрузки при нормальных условиях.

ИНФОРМАЦИЯ: Возможна разрядка картриджа за считанные секунды, но для этого требуется серьёзно повысить температуру накопителя (до 110-115˚C) и обеспечить теплообмен внутри ёмкости.

Например, баллон «MyH2 3000» при собственном объёме 5,8 л, накапливает 3000 литров водорода. Но давление внутри варьируется от 5 до 12 атм. Если не охлаждать картридж, то полная зарядка занимает 2 суток. Обдув обычным вентилятором, на порядок ускоряет процесс.

С выходом газа из баллона темпы сохраняются. Но для ускорения можно чуть подогревать картридж. Однако есть оригинальное решение – соединение маленьких накопителей в каскадную систему.

Оригинальные металлогидридные компрессоры

Эта же фирма реализовала чрезвычайно любопытный тип металлогидридного компрессора. Правда он дорого стоит, около 9500 долларов, но зато работает бесшумно, и создаёт давление на выходе 410 атм.

Принцип его простой:

Первый этап – при охлаждении заправляют картридж водородом;
Второй этап – нагревают ёмкость и выпускают газ в специально подключенный баллон.

А баллон водорода с таким давлением, уже можно поместить в автомобиль, и добавив к нему трёхкиловаттный генератор на топливных элементах, превратить его в энергонезависимый транспорт.

Один недостаток, перевешивает все преимущества

Да, этот недостаток есть, и он такой мощный, что перевешивает все выгоды альтернативной энергетики на водородном топливе – цена оборудования.

Сплав A Van’t Hoff Участок

Расчетная линия Вант-Хоффа для гидридного сплава Galt AB основана на средней точке нижнего десорбционного плато 25C и опубликованных данных других.

Alloy A van’t Hoff plot-2

Alloy A van’t Hoff plot

изотермы десорбции и диаграммы Вант-Хоффа для стандартных гидридных сплавов AB 5 H 5, L, M и H.

Сплав L, M или H Van’t Hoff Plots

Alloy LMH van’t Hoff plot-2

Alloy LMH van’t Hoff plot

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на наш канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши КОМЕНТАРИИ

(Ваши Комментарии очень помогают развитию проекта)

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее.

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

No related posts.

После ВОСТОРГОВ Автора данной статьи двинем Открытия в ДЕЛО Далеко ЗА Пределы ДИССИПАЦИИ или Тех процессов, где К.П.Д. Всегда МЕНЬШЕ 1!

2.Но опытным инженерам Известно ЧИСЛО «Жэ» (Джи) или коэффициент Перегрузки, который Связан ВСЕГДА с Присоединением дополнительной ИНЕРЦИОННОЙ Массы к КАЖДОЙ Порции электронов Вечных ПУЛЬСАЦИЙ По закону Кулона или другим Закономерностям, например, по эффекту Ранка, открытию СССР №314 и Других, см. статью «Кокон Введение» на том же сайте. Автоколебания резонансов ломают ОТ Ничтожных усилий Мосты, на РАЗ, за пределом Расчетных величин Мгновенно сжигают намотки катушек и конденсаторов и т.д.. Это происходит в Нулевой ТОЧКЕ По ускорению в РАЗРЫВЕ Графика ускорений, подобно Ветвям графика ТАНГЕНСОВ, Устремленных в БЕСКОНЕЧНОСТЬ Энергий ЗАКОНОВ Природы!

3.Это дало Тесле с ОДНОЙ Радиолампы, изготовленной грубо в 1931 году, снять Мощность БОЛЕЕ 30 КВт, а от 12 ламп в итоге — 360 КВт, но с Ограничением КРАТНОСТИ Выхода чуть Более 1434 раза для самых Несовершенных радиоламп!

В законе Кулона расстояние до 1-ой сетки Уменьшается в КВАДРАТЕ — 0,1 мм дает силу притяжения электронов, летящих к центру зазора в 100 раз больше, при 0,01 мм – в 10 000 раз больше, при 0,001 – в 1 000 000 РАЗ, Далее устремляясь к Бесконечности!

4.При ЗАМЕНЕ Сетки ТРУБКОЙ с Прорезями в размер Больше диаметра Электрона и ПРИ Герметизации ТОРЦЕВ Такой трубки-сетки ЭФФЕКТИВНОСТЬ Вечного выхода Энергии в ФОРМЕ Электричества стремится к БЕСКОНЕЧНОСТИ!

НО Нужно Охлаждение и Снижение мощности Не БОЛЕЕ Требуемой. Физический вакуум или ЭФИР — ТОЖЕ Материя, так как Каждое ускорение Навешивает на электроны массу 544 протонов при 0,001 мм до 1-ой сетки и БОЛЕЕ, где Скорость в ИМПУЛЬСЕ Максимальна!

5.Даю консультации Специалистам для дальнейшего Изготовления на мощностях предприятий ВЕЧНЫХ блоков питания Электричеством БЕЗ Оплаты. Желаю ВСЕМ Удачи!

Дегтярев Владимир Иванович, г. Каменск-Уральский, 25.06.2020.

Металлогидридный накопители водорода разработаны почти 50 лет назад, но использование водорода так и не стало повсеместным.

Причина — дороговизна получения водорода.

Применение «зелёной энергетики» (ВИЭ — возобновляемого источника энергии) для наработки водорода тоже лишено смысла: плотность энергии, объёмы выработки и накопления смехотворно малЫ для питания БОЛЬШОЙ энергетики (городА, производства, эл.транспорт), да и стоимость киловатта установленной мощности в разы выше традиционной генерации.

Остаётся малая энергетика — частные домовладения.

Но и тут «минусы» перевешивают ожидаемые «плюсы».

Во-первых, где взять электроэнергию для генерации водорода? Если мощность ВИЭ для частного дома рассчитана на покрытие потребностей во время сияния солнца и/или эффективной скорости ветра, то на генерацию водорода не останется «лишних» мощностей ВИЭ.

Значит, нужно вдобавок к номинальным мощностям ВИЭ добавить ещё ВИЭ, превосходящие номинальные в 3-5 раз.

Даже страшно представить себе стоимость такой ВИЭ и площади солнечных батарей (или шум от десятка ветрогенераторов).

Но и это ещё далеко не всё.

Далее идёт топливный элемент (ТЭ).

В статье случайно ли, намеренно ли в информации о КПД ТЭ пропущено одно слово.

А должно было быть написано >

Да, ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КПД ТЭ может быть даже 100%, но РЕАЛЬНЫЙ КПД ТЭ не превышает 30-35%.

И тут ничего сделать НЕВОЗМОЖНО: ТЭ был изобретён Гроувом в 1839-м году, но за прошедшие 180 лет он так и не перестал быть лабораторным устройством или дорогой игрушкой в реальной жизни. Один только платиновый катализатор и невероятно высокие требования к чистоте водорода и кислорода чего стОят!

Все рассказы о КПД ТЭ, выпускаемых СЕРИЙНО, в районе 90% базируются на манипуляции данными.

Кстати, если во время «зарядки» металлогидридного аккумулятора его можно омывать водой, получая тёплую воду для домашнего хозяйства (очевидная польза), то где взять тепло, потребное для «разрядки»такого накопителя. 😁 Будем сжигать часть накопленного водорода. 😁

Добавьте затраты электроэнергии на работу насосов, отводящих и подводящих тепло, и тогда КПД всей системы упадёт до 20% 😁

Однако действительно очень даже оригинальный способ хранения водорода! Просто фантастика! Но также фантастически дорогой! Ну не может смесь металлических порошков никеля и титана стоить 1000 долларов за килограмм (ну или где-то примерно так).

А с другой стороны, если с таким компрессором, то вообще получится энергонезависимый стиль жизни…. ну мечта! ни тебе роста цен на топливо, ни тебе повышения цен на электроэнергию.

Вот ведь оказия, те, кто может себе это позволить, ну у кого есть такие деньги, в подобном оборудовании не нуждаются.

Кстати, а было бы интересно вообще узнать стоимость полной комплектации дома, ну чтобы работало всё от альтернативной энергии. Ведь на фоне топливных элементов и железо-никелевого аккумулятора, как-то обычные свинцово-кислотные потеряли свою привлекательность.

Читайте также: