Слайд 2
![8 ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-1.jpg)
Слайд 3
![СХЕМА ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-2.jpg)
СХЕМА ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА
Слайд 4
![ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-3.jpg)
Слайд 5
![Топливные элементы – междисциплинарная проблема Электрохимия Мембранный транспорт Катализ Материаловедение Инжениринг и проблемы энергетики](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-4.jpg)
Топливные элементы – междисциплинарная проблема
Электрохимия
Мембранный транспорт
Катализ
Материаловедение
Инжениринг и проблемы энергетики
Слайд 6
![КПД различных машин](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-5.jpg)
Слайд 7
![Причины высоких КПД в ТЭ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-6.jpg)
Слайд 8
![Различные типы топливных элементов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-7.jpg)
Различные типы топливных элементов
Слайд 9
![Щелочные топливные элементы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-8.jpg)
Щелочные топливные элементы
Слайд 10
![Водородные ТЭ с Н+ проводящей мембраной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-9.jpg)
Водородные ТЭ с Н+ проводящей мембраной
Слайд 11
![Метанольные ТЭ с Н+ проводящей мембраной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-10.jpg)
Метанольные ТЭ с Н+ проводящей мембраной
Слайд 12
![ТЭ на фосфорной кислоте](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-11.jpg)
Слайд 13
![ТЭ на расплавах карбонатов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-12.jpg)
ТЭ на расплавах карбонатов
Слайд 14
![ТЭ на твердых оксидах](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-13.jpg)
Слайд 15
![Требования к мембранам Низкая стоимость ( Высокая протонная проводимость Хорошие](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-14.jpg)
Требования к мембранам
Низкая стоимость (<10$/кВт)
Высокая протонная проводимость
Хорошие барьерные свойства (Н2,О2,
МеОН)
Термическая и химическая стабильность: >120-150oC, >10000 час
Механическая стабильность
Электроизолирующие свойства
Слайд 16
![Мембраны Nafion (a) и Dow (b)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-15.jpg)
Мембраны Nafion (a)
и Dow (b)
Слайд 17
![Мембрана сулфонилимида (более проводящая чем Nafion)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-16.jpg)
Мембрана сулфонилимида (более проводящая чем Nafion)
Слайд 18
![Мембрана Asahi Chemical](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-17.jpg)
Слайд 19
![Другие сульфированные мембранные материалы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-18.jpg)
Другие сульфированные мембранные материалы
Слайд 20
![Материалы с остатками фосфорной кислоты](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-19.jpg)
Материалы с остатками фосфорной кислоты
Слайд 21
![Полибензимидазол – высокотемпературная мембрана](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-20.jpg)
Полибензимидазол – высокотемпературная мембрана
Слайд 22
![Полимерная цепь Nafion](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-21.jpg)
Слайд 23
![Нано-структура Нафиона](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-22.jpg)
Слайд 24
![Влияние влажности на проводимость Нафиона](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-23.jpg)
Влияние влажности на проводимость Нафиона
Слайд 25
![Структура каталитического слоя](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-24.jpg)
Структура каталитического слоя
Слайд 26
![Структура каталитического слоя](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-25.jpg)
Структура каталитического слоя
Слайд 27
![Водные проблемы (water management) Состояние воды в мембране: сольватация –SO3H](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-26.jpg)
Водные проблемы
(water management)
Состояние воды в мембране:
сольватация –SO3H групп
сольватация Н+
«объемная» воды
Дегидратация:
“асимметрия” образования
воды;
температурный режим (<100oC);
возможное влияние на мех. стабильность
Увлажнение:
роль кроссовера;
“заливание” пор в электроде.
Слайд 28
![Стратегия получения Н2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-27.jpg)
Слайд 29
![Методы получения водорода (ископаемые топлива) Паровая конверсия природного газа: CH4](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-28.jpg)
Методы получения водорода
(ископаемые топлива)
Паровая конверсия природного газа:
CH4 + H2O ? CO
+ 3H2
CO + H2O = CO2 + H2
Каталитический риформинг
C6H14 ? C6H6 + 4H2
Пиролиз
CnHm ? C2H4 + H2
Слайд 30
![Альтернативные методы получения водорода Электролиз Фотолиз воды Высокотемпературные ядерные (Не) реактора](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-29.jpg)
Альтернативные методы получения водорода
Электролиз
Фотолиз воды
Высокотемпературные ядерные (Не) реактора
Слайд 31
![Термохимический цикл в Не ядерном реакторе Источник энергии – Не](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-30.jpg)
Термохимический цикл в Не ядерном реакторе
Источник энергии – Не (~1000оС)
2H2О +
SO2 + J2 ? H2SO4 + 2HJ (при 900о)
2HJ ? J2 + H2 (при 450оС)
H2SO4 + SO2 + H2O + 1/2O2 (при 850oC)
Слайд 32
![Фотохимическая генерация Н2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-31.jpg)
Фотохимическая генерация Н2
Слайд 33
![Методы очистки водорода Мембраны: Pd полимерные мембраны Химические: дожигание: СО](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-32.jpg)
Методы очистки водорода
Мембраны:
Pd
полимерные мембраны
Химические:
дожигание: СО + 1/2O2 ? CO2
реакция водяного пара:
CO + H2O = CO2 + H2
метанирование: СO + 3H2 ? CH4 + H2O
Адсорбционные
Слайд 34
![Хранение водорода Газовые баллоны (0,5 кг Н2) Жидкий водород (-253оС,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-33.jpg)
Хранение водорода
Газовые баллоны (0,5 кг Н2)
Жидкий водород (-253оС, теплопотери)
Гидрирды металлов, нано-трубки
и т.п.
Химические источники Н2:
СН3ОН, СН4, НС, биомасса.
Слайд 35
![Весовая и объемная удельная плотность энергии](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/102435/slide-34.jpg)
Весовая и объемная удельная плотность энергии