ФОНД РАЗВИТИЯ НАУЧНЫХ ДОСТИЖЕНИЙ И ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ

«Переход к Водородной Энергетике -
главный Ключ к Триумфу всего Человечества»

ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВКА ВОДОРОДА

   Одной из важнейших проблем развития Водородной Энергетики является отсутствие эффективных, безопасных, доступных систем хранения и транспортировки Водорода. Существующие системы хранения Водорода уступают другим энергоносителям* по стоимости, объемно-весовым показателям энергоемкости, обслуживающей инфраструктуре и др. При этом еще одним серьезным ограничением развития Водородной Энергетики является более высокие требования безопасности.

* — углеводородные энергоносители (бензин, дизель и т.п.) и технологии аккумуляции электрической энергии Li-ion, LiPo и др.

ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ВОДОРОДА

   Массовая теплотворная способность Водорода (120 МДж/кг) самая высокая среди традиционных химических видов топлив:

  • природный газ  (48,5 МДж/кг),
  • бензин (45,5 МДж/кг),
  • дизельное топливо (42,6 МДж/кг),
  • уголь (29,4 МДж/кг). 

   Однако, если сравнивать эти же виды топлива по объемной теплотворной способности, то Водород (при н.у.) будет обладать самой низкой величиной энерговыделения 10,7 МДж/м3.

Массовая теплотворная способность химических топлив при н.у., (МДж/кг)

1. Водород

120 МДж/кг

100%
2. Природный газ
40.41%
3. Бензин
37.91%
4. Дизельное топливо
35.5%
5. Уголь
24.5%

Объемная теплотворная способность химических топлив при н.у., (МДж/м3)

1. Уголь

38220 МДж/м3

 100%
2. Дизельное топливо
95.8%
3. Бензин
84.5%
4. Природный газ
0.1%
5. Водород
0.03%

Криогенное или компримированное хранение ВОДОРОДА

   Низкая плотность = 0,08987 г/л (при н.у.) накладывает серьезные ограничения на распространение Водорода в Мире, как источника экологически чистой энергии. В настоящее время существуют несколько способов увеличения плотности хранимого Водорода. Самое большое распространение получили способы криогенного — при сверхнизких температурах (T= 20K, ρ = 70,8 гр/л), и компримированного хранения Водорода при высоких давлениях (P= 70 МПа, ρ = 39,42 г/л). Несмотря на очевидную более высокую плотность жидкого Водорода, чем сжатый*, все же  компримированное хранение имеет более высокий потенциал развития удельной энергоемкости. 

* — Речь идет о сжатом Водороде до рабочего давления 70 МПа, применяемом в современных композитных баллонах (Type IV)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПРИМИРОВАНИЯ

   Мировые производители композитных баллонов не смогли найти технические решения по увеличению содержания водорода (% масс*). На сегодня этот показатель для самых современных композитных баллонов (Type IV) не превышает 6,5-7% масс. Их дальнейшая модернизация — утолщение стенок баллонов, поиск новых материалов не привела к существенному улучшению этих показателей. Поэтому назрела ситуация для принципиально новых решений в области аккумуляции Водорода. Таким решением может стать микробаллонный принцип хранения Водорода (МПХ), открытый еще во времена СССР в 60-х годах прошлого века, группой советских ученых во главе с Нобелевским лауреатом, д.ф.-м.н., академиком АН СССР и РАН —  Н.Г. Басовым.

* — Соотношение массы хранимого Водорода к массе системы хранения.

hipressure

ПАРАМЕТРЫ систем хранения водорода

Композитный баллон для хранения Водорода (Класс 4)
Система хранения Жидкого Водорода (СХЖВ)
Проектируемый баллон на базе МПХ
Тип системы хранения Кол-во циклов ПЗ Раб. давление, (МПа) Тем-ра, (K) Потери H2 на испарение (% в день) Процент масс,      (% wt)  Объемный  показатель,  (кВт*ч/л) Потери на сжижение (от энергии H2 ) Удельная стоимость ($/1кг H2) Взрыво-безопасность
     
Композитный баллон
 (Класс 4)		 1500 70 293 »1-3 4,8 1,31 - * >300 Низкая
Система хранения
Жидкого Водорода		 - » 0,2 20 »1-5 »7,1-8 2,36 » 22 - 30 >400 Низкая
Проектируемый баллон МПХ Неогр. > 100 293 < 0,001 > 40 1,5-2,5 - * 100 Высокая
* - Для систем компримирования потери на сжатие могут достигать 5-10 % от энергоемкости хранимого Водорода

Примечание:
Жидкий Водород (ρ = 70,8 гр/л при T= 20K) эквивалентен газообразному сжатому до 170 МПа

ПОДДЕРЖАТЬ ФОНД

ПРОЕКТЫ ФОНДА

ИНВЕСТОРАМ И ПАРТНЕРАМ