ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Проекты по разработке топливных элементов для автономного электро- и теплоснабжения


Проект
Твердооксидный топливный элемент

Разработка устройства для прямого преобразования энергии углеводородного топлива в электрический ток и тепло. Электрохимический генератор на основе твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) позволит:

обеспечить автономное электро- и теплоснабжения индивидуальных жилых строений и коттеджных поселков, объектов АПК (животноводческие фермы, теплицы).

— создать вспомогательное и резервное энергообеспечение наземных и водных транспортных средств;

— обеспечить электроснабжение труднодоступных, удаленных и изолированных объектов (северные объекты, трубопроводы, телекоммуникационные вышки).

Автономное электро- и тепло обеспечение на основе ТОТЭ будет способствовать освоению новых территорий под жилищную застройку, развитие АПК, что актуально для РФ.

Для реализации проектов команде проекта необходимо: разработать новые материалы (керамика, стекло- и металлокерамические композиты) с требуемым набором свойств за счет выбора состава и нано-, микроструктуры; изготовить ТОТЭ на основе аддитивных технологий, включая гибридную 3D-печать фотоотверждаемыми керамическими и металлическими пастами и чернилами; изготовить облегченные интерконнекты с использованием пористых керамических и металлических слоев.


Проект
Топливный процессор риформинг

Риформинг углеводородов «на борту» — процесс преобразования углеводородов (газ, нефть и пр.) в различные виды газовых смесей, в первую очередь содержащих в своем составе водород, для использования в топливной энергетике. Прорывом технологии является использование микрореакторов и микролитов, которые обеспечивают снижение общего размера установки в 20 раз, веса установки в 10 раз, при этом эффективность переработки углеводородного сырья превышает существующие аналоги на 80 %.

Риформинг является важной частью исследования для проекта ТОТЭ, требуется разработка такого вида катализатора и реактора, с помощью которого будет возможно подключить установку ТОТЭ к обычному магистральному газу в каждом российском доме. Уникальный по составу и структуре катализатор, усовершенствованная конструкция реактора позволят преобразовать углеводороды любого качества в оптимальный по чистоте водород для твердооксидного топливного элемента.

Водородная энергетика, отвечающая требованиям устойчивого развития, будет играть важную роль в решении вопросов загрязнения окружающей среды, изменения климата и энергоснабжения. При переходе к водородной энергетики необходимо обеспечить инфраструктуру производства и распределения водорода. В химическом и нефтехимическом секторах паровая конверсия метана является наиболее экономичным и эффективным процессом для получения до 48% всего водорода. Для паровой конверсии применяются трубчатые реакторы с насыпным слоем катализатора на основе никеля, работающие при температуре 500-950 ºC и давлении 5-25 атм.

Риформинг в составе электрохимического генератора на основе ТОТЭ также применим в:

— электрификации и отоплении бытовых помещений;

— автомобильном транспорте;

— ж/д и морском транспорте.


Проект
Низкотемпературные топливные элементы

Разработка электрохимического устройства, преобразующего химическую энергию водорода и кислорода в электрическую энергию. Ключевыми преимуществами низкотемпературных перед другими видами топливных элементов и двигателей являются высокий коэффициент полезного действия (до 50%), бесшумность работы, отсутствие движущихся частей и выбросов в окружающую среду (кроме воды).

Сфера применения топливных элементов широка, например:

— в летательных аппаратах

— в автотранспорте

— в железнодорожном транспорте

— в энерго- и теплоснабжении зданий

— в выработке электроэнергии и пр.