Разработка научных и технологических основ создания эффективных алюмоводородных источников энергии

• Автор: Школьников, Евгений Иосифович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : ил.

Список аббревиатур
АБ аккумуляторная батарея
АСД алюминий сферический дисперсный
АСКУ автоматизированная система контроля и управления
АСУТП автоматизированная система управления технологическими процессами
БАБ блок аккумуляторных батарей
БНВ буферный накопитель водорода
БС балластное сопротивление
БЭТ Брунауэра-Эммета-Теллера (метод)
ВА ЭХГ воздушно-алюминиевый электрохимический генератор
ВВТЭ водородно-воздушный топливный элемент
ВИЭ возобновляемый источник энергии
ВР водородная рампа
гдп гидродинамическая проницаемость
где газо-диффузионный слой
ге гидрофобизированная сажа
гто гидротермальное окисление
ГТУ газотурбинная установка
ДБДБ Дерягина-Брукхгоффа-де Бура (подход)
две двигатель внутреннего сгорания
ДНВД дозирующий насос высокого давления
ЕК естественная конвекция
ЗУ зарядное устройство
ин инвертор напряжения
ит источник тока
кип компактный источник питания
ко кумулятивный объем
ке камера сгорания

КУ калориферное устройство
КЭУ когенерационная энергетическая установка
ли Лимитированного Испарения (метод)
мгв микрогенератор водорода
МЭБ мембранно-электродный блок
НЭАВ неорганические энергоаккумулирующие вещества
НВБ насос выгрузки бемита
ОБК обратный клапан
ОК отсечной клапан
пгс паро-газовая смесь
ПК принудительная конвекция
РБ реакторный блок
РКТЭ расплав-карбонатный топливный элемент
РМ расширительная машина
РПР распределение пор по радиусам
РФА рентгено-фазовый анализ
СДТЭ свободно-дышащий топливный элемент
СПРЭЭ система преобразования и распределения электрической энергии
тпэ твердополимерный электролит
тптэ твердополимерный топливный элемент
тэ топливный элемент
удп ультрадисперсный порошок
ФКТЭ фосфорнокислый топливный элемент
шп шкаф питания
эхг электрохимический генератор
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Применение алюминия в качестве энергоносителя
1.1. Системы аккумулирования электрической энергии
1.2. Способы преобразования химической энергии алюминия в электрическую энергию
1.3. Химическое окисление алюминия в растворах щелочей
1.4. Механохимическая активация алюминия
1.5. Механическая активация алюминия
1.6. Гидротермальное окисление алюминия
1.7. Выводы
Глава 2 Разработка новых подходов к исследованию пористой структуры
2.1. Метод Лимитированного Испарения
2.2. Расчет распределений пор по размерам из десорбционных изотерм. Сравнение с модельными материалами и независимыми методами
2.3. Особенности структурообразования саже-фторопластовых газодиффузионных слоев воздушных электродов топливных элементов
2.4. Исследование формирования пористой структуры оксидов алюминия в процессе
окисления водой для получения водорода
Глава 3 Закономерности ламинарного течения через пористые среды, обусловленные свойствами жидкости
3.1. Постановка задачи
3.2. Уточнение выражений для проницаемости пористого слоя при вязком течении газов и жидкостей под действием перепада давления
3.3. Экспериментальное изучение ламинарного течения модельных жидкостей в пористых средах
3.4. Влияние свойств жидкости на коэффициент гидродинамической проницаемости
Глава 4 Научно-технические принципы создания алюмоводных генераторов водорода и портативных источников тока на их основе
4.1. Концепция создания компактных источников питания
4.2. Устройство и принцип действия микрогенераторов водорода на основе окисления алюминия водой для портативных источников тока
4.3. Закономерности работы микрогенератора водорода
4.4. Моделирование работы свободно дышащего топливного элемента с твердым полимерным электролитом в условиях регулируемого массообмена

у, мм
Рис. 2.3. Проверка условия сохранения равновесия в процессе сушки. Объемное содержание адсорбата (в долях от общего объема пор): 1-0.2; 2-0.4; 3-0.8;
4 -избыток. Коэффициент корреляции при аппроксимации прямой линией пяти экспериментальных точек, включая начало координат: 1 - 0.9999; 2 - 0.9998; 3 -0.9997;
4 - 0.9997 (семь точек). Остальные пояснения в тексте.
Источники погрешностей данного метода можно разделить на три группы. В первую входят чистота адсорбтива и точность поддержания температуры. Они требуют безусловного контроля в максимально достижимой степени. Самым простым и естественным способом проверки влияния этих, а также других факторов, влияющих на величину является измерение кривой сушки чистого адсорбтива из ячейки без образца. Пример такого измерения приведен на рис. 2.2. Постоянство скорости сушки после начального нестационарного периода вплоть до практически полного испарения жидкости из ячейки без образца свидетельствует о корректности измерений, проводимых в данной ячейке с данным адсорбтивом. В то же время, как показали эксперименты, постоянная скорость сушки свойственна не всем жидкостям, поэтому для каждого адсорбтива требуется индивидуальная проверка.
Ко второй группе источников погрешностей можно отнести факторы, которые практически нельзя проконтролировать или учесть во время проведения одного измерения, но которые вносят незначительную погрешность. К ним относятся изменение барометрического давления и вариация нуля весов. Третьим и основным источником погрешности является вариация показаний весов, связанная с их чувствительностью, а также с невозможностью полностью изолировать весы от таких факторов как вибрация, статическое электричество и т.п. Эти причины приводят к появлению “шума” на кривой и'(т), который необходимо “отфильтровать”. Для этого можно применить обычные математические методы сглаживания. Можно также использовать неотфильтрованные кривые, если провести разбиение полученной кривой на достаточно большие интервалы