Водород — один из наиболее перспективных экологически чистых и устойчивых энергоносителей в мире. Для его производства широко применяется технология электролиза воды. Однако в нынешних условиях обслуживание импортных установок крайне затруднено в России. В этой связи ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» создали собственный прототип щелочного электролизера воды, который позволит отказаться от зарубежных комплектующих.
В условиях глобального потепления и загрязнения окружающей среды развитие возобновляемых источников энергии становится все более необходимым во всем мире. Заметным преимуществом среди ресурсов обладает водород, удельная энергия которого более чем в два раза выше стандартного твердого топлива.
Наиболее высокую чистоту водорода с низкой концентрацией вредных парниковых газов можно получить при помощи щелочного электролиза воды.
Электролиз — это химическая реакция, в которой используется электричество для разложения сложных веществ на сингулярные или другие сложные вещества. Этот метод пригоден к широкому спектру веществ, но в настоящее время специальные устройства — электролизеры — чаще всего применяются для расщепления воды с получением водорода.
Научный коллектив НИУ «МЭИ» представил уникальный экспериментальный стенд для отработки технологий производства водорода методом щелочного электролиза. Установка не имеет аналогов в России и может полноценно покрыть запросы по ее применению без использования зарубежных комплектующих.
Отличительная особенность электролизера — максимальное рабочее выходное давление водорода, которое на данный момент составляет 150 атмосфер и значительно превышает рабочие давления существующих прототипов, находящиеся на уровне 30–40 атмосфер. Это обеспечивается особой конструкцией электролизного модуля разработки НИУ «МЭИ».
По словам ученых, важнейшая задача на данный момент — масштабировать созданную технологию для увеличения производительности по водороду и преодоление сопутствующих технологических барьеров. Это позволит осуществить импортозамещение в области промышленных щелочных электролизных установок, применяемых на данный момент в энергетике и промышленности России.
«Результаты работ по данному направлению позволят снизить высокую зависимость от зарубежных технологий: на данный момент большая часть эксплуатирующихся в РФ электролизных установок — импортного производства США или стран ЕС и в сложившейся ситуации их обслуживание крайне затруднено», — рассказал об установке директор Института энергоэффективности и водородных технологий НИУ «МЭИ» Иван Щербатов.
Стенд «Высокоэффективный электролизер с системой хранения генерируемых газов для энергоустановок на базе возобновляемых источников с водородным циклом накопления энергии» позволяет проводить широкий круг исследований различных типов. Он представляет собой прототип электролизной установки отечественного производства: ключевые компоненты электролизного модуля, включая электроды и диафрагму, изготовлены в НИУ «МЭИ», технологии их изготовления защищены оформленными правами на результаты интеллектуальной деятельности.
Проект выполнен в рамках стратегического проекта «Водородная энергетика» федеральной программы «Приоритет 2030» — одной из мер государственной поддержки вузов нацпроекта «Наука и университеты». Над задачей работают специалисты кафедры химии и электрохимической энергетики (ХиЭЭ), входящей в состав института энергоэффективности и водородных технологий НИУ «МЭИ».