За последние месяцы шансы водорода на то, чтобы стать топливом будущего, потеснив углеводороды, резко увеличились. В странах Европы принимаются стратегии развития водородной энергетики, поставщики нефти и газа всерьёз обсуждают варианты использования трубопроводов для доставки нового топлива. При этом водный транспорт не остаётся в стороне. Блог "Судострой" предлагает читателям посмотреть, что происходит с водородом в судовой энергетике в России.
Одной из особенностей российской водородной энергетики является то, что разработки ведутся параллельно для военных и гражданских заказчиков. В оборонной сфере одной из областей применения водорода являются воздухонезависимые энергоустановки для подводных лодок и аппаратов. Поэтому открытой информации о текущих достижениях не так уж и много.
Тем не менее, о некоторых результатах учёные готовы рассказывать. В ходе прошедшего в июне 2021 года в Санкт-Петербурге X Международного военно-морского салона свои проекты в области водородной энергетики представил филиал Центральный НИИ судовой электротехники и технологии (ЦНИИ СЭТ) Крыловского государственного научного центра (КГНЦ).
ЦНИИ СЭТ считается ключевым отечественным разработчиком технологий создания энергоустановок с водородными топливными элементами. Среди представленных в этом году экспонатов центральное место занимала батарея на основе твёрдополимерных топливных элементов БТЭ-П номинальной мощностью 6,5 кВт.
Электрическая энергия в батарее производится из химической энергии водорода. В качестве окислителя используется кислород. Помимо электричества, на выходе образуются тепло и вода.
Стоит отметить, что батарея демонстрируется не первый год. Из открытых примеров практического использования таких батарей можно вспомнить водородный трамвай, созданный по заказу администрации Санкт-Петербурга. Там используются две батареи мощностью 50 кВт каждая.
Примечательно, что в этом году специалисты ЦНИИ СЭТ решили показать технологическую цепочку изготовления водородных топливных элементов с твёрдополимерным электролитом. В частности, можно было увидеть элементы мембранно-электронного блока.
Есть у ЦНИИ СЭТ и своя разработка по генерации водорода. В качестве сырья выступает углеводородное топливо (природный газ). Сверхчистый водород производится в моноблочном конверторе путём паровой конверсии углеводородного топлива с отбором вадорода из зоны реакции. По данным разработчиков, КПД такого конвертора составляет до 80% при относительно низкой температуре (600-650 градусов).
Как известно, водород взрывоопасен. Для безопасного и надёжного хранения водорода в ЦНИИ СЭТ разработан контейнер с интерметаллидным сплавом-сорбентом. Такие накопители являются наиболее компактным и безопасным способом хранения водорода.
Как отмечают в ЦНИИ СЭТ, разработанные технологии генерации, хранения и использования водорода в электрохимических генераторах тока могут успешно применяться в качестве источника энергии для экологически чистого транспорта и отдалённых стационарных объектов.
Что касается практической реализации в гражданских областях, то здесь, помимо водородного трамвая, перспективной разработкой является водородное пассажирское судно. По неофициальным данным, активная фаза создания такого судна в России может начаться в ближайшее время. В случае успешной реализации проект позволит не сильно отстать в набирающей скорость мировой водородной гонке.
Ещё один пример использования водорода – автономный необитаемый подводный аппарат "Сарма", в энергоустановке которого используется электрохимический генератор тока. Проект аппарата разрабатывает ЦКБ "Лазурит". Модель была впервые представлена в ходе того же военно-морского салона.
