«Росатом» разработал электролизеры для производства водорода

Аватар пользователя Vinnie J

..., а караван идёт!

17 февраля 2022. Отраслевое издание госкорпорации «Росатом»: "Страна Росатом":

 

«Центротех» разработал две линейки электролизеров. Первая — производительностью от 5 до 40 нормальных кубических метров в час (Нм3/ч). Вторая — ​50 Нм3/ч и выше. Все полностью из российских материалов, а технология — ​прорывная для мировой практики.

«Росатом» считает водородную энергетику одним из приоритетных направлений и разрабатывает решения для атомной энерготехнологической станции с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором и химико-­технологической частью для получения водорода, создает топливные элементы, системы хранения и транспортировки водорода и проч. Организация производства электролизеров — ​часть этой масштабной работы.

Самые распространенные электролизеры в мире — ​проточные щелочные и протонообменные. Особенность сделанного по заказу «Росэнергоатома» электролизера «Центротеха» — ​анионопроводящая матрица из неорганического материала собственной разработки и изготовления. Через протонообменную мембрану проходят протоны Н+. Через анионопроводящую матрицу — ​группа ОН–. Такая матрица прочнее, срок службы выше. Еще одна особенность — ​подача рабочей воды в виде пара, это снижает требования к водоподготовке и повышает энергоэффективность.

Первый макетный образец электролизной батареи в «Центротехе» изготовили в 2019 году для отработки основных параметров, затем специалисты предприятия сконструировали электролизную установку. Ее удельное энергопотребление для производства 1 Нм3 водорода чистотой 99,9 % и давлением на выходе из установки 1,5 МПа — ​меньше 4 кВт·ч. Это лучше показателей большинства существующих технологий.

«Импортонезависимая технология электролиза на анионообменной матрице — ​прорывная не только для России, но и для мировой практики. С одной стороны, установка обладает низким энергопотреблением и позволяет минимизировать содержание благородных металлов в катализаторах (металлы платиновой группы — ​одна из значимых статей расходов при производстве электролизеров. — «СР»). С другой — ​она компактная и эффективно работает при динамическом изменении производительности в широком диапазоне», — ​отметил научный руководитель приоритетного направления научно-­технологического развития «Водородная энергетика» «Росатома» и председатель научно-­технического комитета инвестиционного проекта «Росэнергоатома» академик РАН Николай Пономарев-­Степной.

Следующий этап — ​ресурсные испытания и отработка режимов эксплуатации. «Росэнергоатом» требует, чтобы срок службы установки был 10 лет. После полного цикла заводских испытаний и сертификации опытный образец мощностью 50 Нм3/ч и первые опытно-­промышленные электролизные агрегаты ориентировочно в 2023 году отправят на Кольскую АЭС. Там «Росэнергоатом» намерен создать стендовый испытательный комплекс производства водорода.

Установками небольшой производительности можно оснащать предприятия атомной отрасли (на АЭС, например, водород используется для охлаждения генераторов), пищевой, стекольной индустрии и др. Электролизеры большей мощности нужны для крупнотоннажного производства товарного водорода и декарбонизации промышленности.

Авторство: 
Копия чужих материалов
Комментарий автора: 

Т.е. кто бы что не вещал в интернетах, караван идёт.

Да будет срачЪ! smile1.gif

На личности только переходить не стоить.

Комментарии

Аватар пользователя Mike1975
Mike1975(6 лет 3 недели)

Разделение неполное, а на какие нужды ОН- (не спирт smile1.gif) пойдёт ? По идее сильнейший восстановитель - можно в металлургию. А из H+ можно и дейтерий с тритием получать.

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

Рассол выльют обратно. Ещё в 2020м в одной статье я говорил, что есть варианты, когда проще от диполя воды отломить один атом, а остальной рассол вылить в море. Защелачивание случится, но не принципиально до определённого объёма. В этом кстати плюс солёной морской воды - там диполь уже деформирован.

PS Кстати, чтоб ОН с НИМ не путать, при записи добавляют минус -ОН smile1.gif Думаю медик в курсе, но вдруг ещё кто прочитает

Аватар пользователя Кирилл Смирнов

Отламывать как на картинке?

Principle of operation of an AEM Water Electrolyzer

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

Нет, там идея была в воздействии радиоволнами на подсоленную воду. Наблюдалась эмиссия водорода при таком воздействии.

Откуда слайд, если не секрет?

Аватар пользователя Кирилл Смирнов

Никаких секретов

https://www.hydrolite-h2.com/aem-electrolyzer-technology/

Вы увлекательной тематикой занимаетесь и технологии замысловатые.

Аватар пользователя Кирилл Смирнов

в воздействии радиоволнами на подсоленную воду.

Там источник электроэнергии солнечные батареи, даже на картинке шнур с вилкой.

Аватар пользователя wolkwww
wolkwww(11 лет 8 месяцев)

Я конечно понимаю, надо двигать науку и технологии, но, бл*ть, выбирать надо перспективные направления. В какую задницу вдувать этот водород? На 1м3 водорода затратить 3-4кВт*часа самой высокоэнтальпийной энергии - это ср*нь господня.

Поубиуав бы!

Комментарий администрации:  
*** отключен (систематические набросы и срач) ***
Аватар пользователя GaussCurve
GaussCurve(11 лет 5 месяцев)

Водород используют для охлаждения тяжёлых электромашин. Заменить сложно,  нет ничего близкого по эффективности в части теплоёмкости и текучести.

Аватар пользователя wolkwww
wolkwww(11 лет 8 месяцев)

Теплоёмкость, как и у любого двухатомного идеального газа 5/2*R. Правда интервал температур, при которых он сохраняет "идеальность" по-боле  будет.

А вот теплопроводность, то да - в 7 раз превышает воздух.

Текучесть, дело такое, если гелий, то безопасно, а вот если водород... то такое...

Но я так понимаю, идут эксперименты для превращения водорода в основу мобильно энергетики. Вот это - вызывает моё негодование. Слишком мала плотность хранения энергии в водороде + чудовищные сложности с хранением.

Комментарий администрации:  
*** отключен (систематические набросы и срач) ***
Аватар пользователя Synapse
Synapse(12 лет 2 месяца)

А если по трубопроводам подавать к потребителям?

Аватар пользователя Nemoo
Nemoo(10 лет 6 месяцев)

А как топливо для реактивного двигателя?

Аватар пользователя neama
neama(7 лет 5 месяцев)

критична плотность... выигрыш по моще водородные двигуны просирают на том что баки крионики и не простые... 

Аватар пользователя Nemoo
Nemoo(10 лет 6 месяцев)

Движки на водороде есть, есть целые ступени на водороде. Ангара, ЕМНИП, водородная. 

- водород уже необходим в товарном количестве, и энергозатратность его получения имеет огромное значение.

Аватар пользователя neama
neama(7 лет 5 месяцев)

я же не спорю что есть. я говорю чтобы играть с ними надо в крионику. 

почему макс метан крутит, потому что в водород не может... 

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

почему макс метан крутит, потому что в водород не может... 

Не поэтому, а потому, что на Марсе для них топливо будет. У него заточка под тот, дальний проект. Была...

Аватар пользователя wolkwww
wolkwww(11 лет 8 месяцев)

Как двигатели не первой ступени это не плохой вариант. А вот для 1-й, очень проблемно, не даром на шатлах бустеры твердотопливные стояли.

Да и посмотрите на взлет Атлас 4 Heavy. Там водородные движки первой ступени, пламя однако красное. Секрет прост - стенки камеры сгорания абляционные, не возможно охладить штатно стенки мощного двигателя, поэтому слой за слоем сгорает абляционное покрытие, унося максимум тепла и снижая удельный импульс. Стоимость таких двигателей запредельная. Ну и нахрена такие сложности.

Комментарий администрации:  
*** отключен (систематические набросы и срач) ***
Аватар пользователя Туфтонский рыцарь

Интересно, чем одорировать водород будут, для обнаружения утечки?

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

Интересный вопрос. Скорее всего ничем, потому как молекула маленькая. Там где он просочится, там одорант может не смочь, так что толку будет мало. Что-то другое придётся выдумывать для контроля утечек.

Аватар пользователя Скурлатий Магома

потому как молекула маленькая

Так два атома в молекуле. Атомарный гелий меньше. Ну и гелиевые течеискатели - давний инструмент.

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

Даже два атома в водороде дают маленькую молекулу, меньше метановой.

Но соглашусь в том, что способ найдут.

Аватар пользователя Скурлатий Магома

При чем тут метан? Если в том смысле, что водород более текуч - то да... Но я про гелий говорил. Пользовался я как-то давно, больше 30 лет назад таким течеискателем - шкаф на колесиках. Причем похоже уже тогда ему было лет 20 или больше. Проверяли дефекты вакуумной системы - подключается агрегат к системе и обдувается точечно гелием снаружи по всем подозрительным местам.

Аватар пользователя Кирилл Смирнов

Можно в Линце спросить, у них второй-третий год работает установка, правда PEM-технология, с 1200 кубов водорода/час. И конструкционные материалы у них есть

https://www.voestalpine.com/stahl/Produkte/Grobbleche/Grobbleche-fuer-Wasserstoffanwendungen

Аватар пользователя купорос
купорос(6 лет 5 месяцев)

Тут по статье есть нюанс. Произведя нехитрые расчёты по приведённым данным, получается выход водорода по электричеству примерно 87,5 % (опираясь на теплоту сгорания водорода).  По данным интернетов максимально возможный выход 70 %. На Нобелевку тянет, однако.По поводу контроля утечек - всё уже придумано и спользуется десятки лет.

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

Не спора ради, а просто в качестве замечания: выход посчитан из максимально возможного по теплотворности. Само собой, что электрический возврат будет меньше, если брать чисто проблему "пилы" потребления и атомной генерации. Ни разу не вечный двигатель

Аватар пользователя Скурлатий Магома

Электрический возврат будет сильно меньше. Не забываем про КПД тепловой машины при обратном преобразовании водорода в ЭЭ. Такое "хранение" - уж слишком накладным выйдет. 

Аватар пользователя купорос
купорос(6 лет 5 месяцев)

Электрический возврат я не рассматривал, это не тема статьи. Речь сугубо о выходе водорода на затраченный в электролизёре киловатт-час. Ну и мощность 50 нм3/час по существу символическая - 4,5 кг/час, по теплоте сгорания примерно равно такому же количеству нефти (или бензина).

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

Ну и мощность 50 нм3/час по существу символическая - 4,5 кг/час

это по сути пока лабораторный стенд. Дальше по идее этап опытно-промышленного внедрения, а там уже и масштаб будет иной.

Аватар пользователя burunduk
burunduk(6 лет 6 месяцев)

корован идет, вопрос куда? условно бесплатный водяной пар конечно доставляет

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

К выживанию вида. Кто успеет создать в ближайшие 10-15 лет распределённую энергетику и достаточное количество убежищ и обеспечит их всем необходимым, тот и напишет потом исторические хроники. Всё просто.

Аватар пользователя Скурлатий Магома

Кто успеет создать в ближайшие 10-15 лет распределённую энергетику

Никто не сможет. Дальше пойдет не по пути роста технологического уровня, а по пути упрощения. Причина - для первого необходимо массовое вовлечение больших территорий и людей на них. И чем больше - тем на более высокий уровень получится попасть. Скорее опять будут ставить простейшие генераторы на прудах и речушках, как это когда-то уже было. Ну и местное топливо - от дров до угольных и торфяных копанок - у кого что есть. 

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

У меня другой взгляд на проблему. Спорить сейчас не буду.

Аватар пользователя Telemax
Telemax(2 года 8 месяцев)

какой? в двух словах.

Аватар пользователя Vinnie J
Vinnie J(4 года 7 месяцев)

В двух словах ответ дан выше другому человеку.

Более развёрнуто тут даже не статью, а книгу писать можно, ну или сценарий для сериала.)))

Вообщем Голливуд нас к такому не готовил :)). Даже отечественная кинопродукция )) пока что не отличается полнотой и всеобъёмностью.

Аватар пользователя Плужников В.Н.
Плужников В.Н.(7 лет 6 месяцев)

В 2000-2002 Посещал Ганноверскую выставку, было много попыток показать технику на водородной технологии. Мерседес обещал 200 автобусов...

Мне пришлось искать и контактировать с разработчиками технологий аккумуляции водорода в Белоруссии. А они были в результатах своих работ для космоса.

Аватар пользователя Поллитрович
Поллитрович(9 лет 10 месяцев)

Чот не понял, электролизеры и в СССР были и щаз наши заводы их делают.... В чем суть перемоги? Типа за бюджетные бабки в третий раз открыли омерику?