Ученые из ФТИ, СПбГТИ и ЛЭТИ разработали катализатор для водородных заправочных станций. Новое решение позволит исключить необходимость централизованной доставки водорода, сделав сами заправочные комплексы самостоятельными источниками топлива, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Использование водорода в качестве энергоносителя обладает рядом преимуществ для транспортной отрасли и энергетики. Водородные топливные элементы производят электроэнергию, выделяя лишь воду, что делает их значительно экологичнее традиционных видов топлива. Помимо экологической чистоты, водород обеспечивает высокую скорость пополнения запасов энергии и большой запас хода, что особенно актуально для коммерческих автомобилей, грузовиков и специального транспорта. Однако для широкого внедрения водородных технологий необходимы эффективные и экономичные методы получения водорода.
Основная проблема современного развития водородных технологий заключается в сложности и дороговизне процессов производства водорода. Сейчас промышленность ориентирована преимущественно на крупномасштабные централизованные предприятия, что требует значительных инвестиций и создает инфраструктурные трудности. Россия же, обладая обширной территорией, хорошо развитой системой транспортировки газа и значительными расстояниями между конечными пользователями, нуждается в распределенном подходе — производстве водорода прямо на местах потребления, включая использование специализированных водородных заправочных комплексов.
Основой таких станций служит установка для получения водорода путем паровой конверсии природного газа. Эффективность и долговечность функционирования системы зависят главным образом от характеристик используемого катализатора. Стандартные промышленно применяемые катализаторы оптимизированы для крупных установок и плохо подходят для небольших модульных решений. Они затрудняют теплообмен и массообмен, быстро теряют активность при многократных запусках и остановках оборудования.
«Совместно с российской компанией ООО “Инзарус”, специализирующейся на разработке мобильных и стационарных водородных заправочных станций, нами создан отечественный катализатор на основе алюмокальцийоксидного носителя и никеля в роли активного компонента — доступного и хорошо изученного материала, широко применяемого в процессах паровой конверсии метана», — комментирует руководитель проекта, доцент СПбГЭТУ «ЛЭТИ», заведующий лабораторией материалов и процессов водородной энергетики ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН Вадим Попков.
По словам эксперта, новый катализатор отличается от стандартных крупногабаритных цилиндрических гранул с внутренними каналами своей формой и конструктивными особенностями. Вместо традиционного исполнения, материал формируется в виде прочных и компактных «черенков», которые обладают повышенной стойкостью к механическому повреждению при транспортировке и работе. Это позволяет наиболее эффективно применять катализатор именно в условиях малой производительности водородных заправочных станций.
Каталитические испытания подтвердили высокие эксплуатационные качества разработанного материала. Новый катализатор показал значительную активность и способность сохранять стабильные показатели даже при длительной эксплуатации. Важным преимуществом является повышенная стойкость к загрязняющим веществам, присутствующим в природном газе. Они нередко вызывают быструю потерю эффективности стандартных промышленных катализаторов. Несмотря на различия в условиях применения, этот катализатор превосходит многие российские и иностранные аналоги, используемые на крупных производственных предприятиях.
Ранее в России синтезировали сильные светящиеся кислоты-фосфокумарины. Рассказали о них подробнее в другом материале Hi-Tech Mail.