Повышение качества заправки автотранспортных средств альтернативными видами топлив

• Автор: Карев, Алексей Михайлович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание

Список сокращений

Введение

Глава 1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования

1.1. Постановка проблемы

1.2. АЗС из будущего

1.3. Способы получения водорода

1.4. Электролиз

1.5. Топливо для электролиза

1.6. Цели и задачи исследования

Глава 2. Метод получения водорода электролизом воды

2.1. Электролиз воды
2.2.Техникоэкономическое сравнение систем генерации реагентов
в условиях АЗС
2.3. Способы получения, хранения и заправки объектов кислородом
в условиях АЗС
2.4. Схема АЗС для получения реагентов
2.5. Применение электрохимического генератора на животноводческой ферме
2.6. Применение ЭХГ в качестве аварийного источника тока
2.7. Выводы по главе 2
Глава 3. Методы хранения водорода
3.1. Системы хранения реагентов в составе АЗС
3.2. Интерметаллидная система хранения водорода на борту автомобиля
3.3. Водородная емкость экостат
3.4. Термостат
3.5. Размещение системы на автомобиле
3.6. Выводы по главе 3
Глава 4. Экономическая эффективность получения водорода
4.1. Солнечная энергия
4.2. Ветровая энергия
4.3. Определение мощности энергостанции. Солнечная фотоэлектрическая станция
4.4. Ветроэлектрическая станция
4.5. Схемы генерирования электрической энергии
4.5.1. Электропроизводство за счет только одного источника энергии
Солнца
4.5.2. Электропроизводство за счет только энергии ветра
4.5.3. Электропроизводство на основе комбинированного использования энергии Солнца и ветра
4.6. Расчет годовой выработки электрической энергии
4.7. Расчет годовой выработки электроэнергии ветроагрегатом
4.8. Себестоимость производства водорода
4.9. Себестоимость производства кислорода
4 Выводы по главе 4
Общие выводы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Водород в процессах частичного дегидрирования (каталитический риформинг бензина, каталитическое дегидрирование бутана с получением бутилена и дегидрирование бутилена с получением бутадиена, пиролиз этана), является хотя и ценным, но побочным продуктом. Особенно значительны ресурсы водорода, полученного на НПЗ в процессе каталитического риформинга бензина. Получение водорода из твердых горючих ископаемых путем их газификации (переработка с водяным паром и воздухом или кислородом) в настоящее время сохранилось только в Ленинградской области, где газогенераторные установки работают на горючих сланцах. Процесс термического разложения углей широко используется в коксохимической промышленности, где водород является побочным продуктом. Из коксового газа металлургических и коксохимических предприятий водород получают методом глубокого охлаждения. По степени сложности процессов и оборудования самым сложным является способ паровой конверсии природного газа. Поэтому основным способом получения водорода в России в настоящее время является метод каталитической конверсии природного газа с водяным паром. В -х годах прошлого века общий объем производства водорода в СССР составлял около 3 млн. Из них доля электролитического водорода составляла около 0 тыс. Подобная структура производства водорода сохранилась и сегодня. Предприятия нефтехимической и химической промышленности используют, в основном, конверсионный водород (особенно если имеется прямой доступ к природному газу). Предприятия полупроводниковой, стекольной, пищевой промышленности, металлургия и энергетика используют электролитический водород, учитывая простоту и надежность водных электролизеров, высокую чистоту генерируемых водорода и кислорода, возможность получения указанных газов под высоким давлением непосредственно на штуцере электролизера, высокую степень автоматизации процесса и высокий ресурс установок. Очередная автозаправочная станция (АЗС) водородного топлива открылась в Исландии в Рейкьявике апреля г. В связи с нарастающим количеством транспортных средств, использующих водородосодержащее топливо, необходимо развивать и соответствующую инфраструктуру, где АЗС занимают, центральную роль. Одновременно с этим, в настоящее время получает развитие децентрализация производства электроэнергии в силу многих причин, а главное экологических. В первую очередь с использованием возобновляемых источников энергии, например, солнечных элементов и ветроустановок. Глава 1. Состояние вопроса. Начиналось все с открытия М. Фарадеем законов электролиза в году. Он первым провел серию опытов, связанных с прохождением электрического тока через различные электролиты (растворы солей, раствор серной кислоты и другие) и, по существу, создал первый гальванический элемент. Первый же водородно-кислородный топливный элемент (ТЭ) (вернее, его действующая модель) был собран в году британским судьей Уильямом Гроувом, который свободное время отдавал изобретательству. Исследуя разложение воды на водород и кислород, он обнаружил побочный эффект - электролизер вырабатывал электрический ток. Химические реакции в ТЭ идут на специальных пористых электродах (аноде и катоде), активированных металлами платиновой группы, где химическая энергия, запасенная в водороде и кислороде, эффективно преобразуется в электрическую энергию. Водород окисляется на аноде, а кислород (или воздух) восстанавливается на катоде. Катализатор на аноде ускоряет окисление водородных молекул в водородные ионы (Н+) и электроны. Водородные ионы (протоны) через мембрану мигрируют к катоду, где катализатор катода вызывает образование воды из комбинации протонов, электронов и кислорода. Поток электронов через внешний кругооборот производит электрический ток, который используется различными потребителями. Напряжение, возникающее на отдельном ТЭ, не превышает 1,1 В. Для получения необходимой величины напряжения ТЭ соединяются последовательно в батареи, а для получения необходимой мощности батареи ТЭ соединяются параллельно. Такие батареи ТЭ вместе с элементами газораспределения и терморегулирования монтируются в единый конструктивный блок, называемый электрохимическим генератором (ЭХГ). Бодано* или мэдушны! Рас. Рис.