Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
14.B25.31.0030
Период реализации проекта
2013-2015

По данным на 30.01.2020

63
Количество специалистов
32
научных публикаций
3
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Ученые лаборатории разрабатывают новые методы получения и хранения водорода для его применения в топливных элементах для экологичного производства электроэнергии, а также изучают и разрабатывают топливные элементы на полимерных электролитных мембранах с новым типом мембран и алюминий-воздушных топливных элементов.

Название проекта: Новые энергетические технологии и энергоносители



Цели и задачи

Направление исследований: Исследования в области новых энергетических технологий и энергоносителей

Цель проекта: Разработка новых способов хранения водорода в газогидратах и металл-органических или полимерных каркасах; создание алюминий-воздушных топливных элементов и топливных элементов на новых полимерных электролитных мембранах


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Исследованы свойства топливных элементов и построена батарея из компактных элементов на алюминии. Показана возможность растворения водорода в одной из пяти кристаллических структур льда для получения водородных газогидратов.
  • Представлены расчеты избыточного давления, возникающего из-за разности коэффициентов термического расширения льда и гидрата. Показано существование эффекта самоконсервации для газовых гидратов водорода. Были уточнены данные для смешанных гидратов H2 + X.
  • Исследована способность МОКП (металл-органических координационных полимеров) адсорбировать и десорбировать газы методами Монте-Карло. Показано, что удвоенный каркас МОКП способен значительно увеличить количество газа, адсорбированное системой. Удвоение позволяет увеличить зависимость количества газа от давления, что позволяет применять метод в реальных системах по хранению водорода.
  • Исследовано влияние молекул водорода на каркас МОКП (деформация полостей, каркаса) при адсорбции и десорбции. Обнаружено, что из-за своего размера и слабой величины взаимодействия с каркасом молекулы водорода очень слабо влияют на каркас в отличие от более крупных газов.
  • Представлены результаты испытаний опытного образца батареи воздушно-алюминиевых топливных элементов номинальной мощностью 20 Вт. Показано, что при длительных временах разряда созданный образец имеет высокую удельную энергоемкость, превосходящую показатели большинства используемых в настоящее время систем химических источников тока.

Внедрение результатов исследования:

Разработанный метод транспортировки газа с помощью газогидратов (до 1500 км), может применяться для обеспечения газами многих труднодоступных регионов России. Способ хранения водорода в виде газогидратов и его использование как топлива в конечном счете улучшит экологическую ситуацию в городах.

Образование и переподготовка кадров:

Защиты: 1 докторская диссертация, 6 кандидатских диссертаций

Сотрудничество:

Эйр Продактс (США), Аризонский университет (США), Королевский колледж (Великобритания): совместные публикации.



Скрыть Показать полностью
Belosludov R.V., Zhdanov R.K., Subbotin O.S., Mizuseki H., Kawazoe Y., Belosludov V.R.
Theoretical Study of Hydrogen Storage in Binary Hydrogen-Methane Clathrate Hydrates. Journal of Renewable and Sustainable Energy 6(5): 053132 (2014).
Belosludov R.V., Bozhko Y.Y., Subbotin O.S., Belosludov V.R., Mizuseki H., Kawazoe Y., Fomin V.M.
Stability and Composition of Helium Hydrates Based on Ices I-h and II at Low Temperatures. Journal of Physical Chemistry C 118(5): 2587–2593 (2014).
Abuova A.U., Mastrikov Yu.A., Kotomin E.A., Kawazoe Y., Inerbaev T.M., Akilbekov A.T.
First Principles Modeling of Ag Adsorption on the LaMnO3 (001) Surfaces. Solid State Ionics 273: 46–50 (2015).
Surya V.J. Yuvaraj, Subbotin O. S., Belosludov R. V., Belosludov V. R., Kanie K., Funaki K., Muramatsu A., Nakamura T., Mizuseki H., Kawazoe Y.
Theoretical Evaluation on Solubility of Synthesized Task Specific Ionic Liquids in Water. Journal of Molecular Liquids 200: 232–237 (2014).
Semenov M.E., Manakov A.Yu., Shitz E.Yu., Stoporev A.S., Altunina L.K., Strelets L.A., Misyura S.Ya., Nakoryakov V.E.
DSC and Thermal Imaging Studies of Methane Hydrate Formation and Dissociation in Water Emulsions in Crude Oils. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 119(1): 757–767 (2015).
Chernov A.A., Pilnik A.A., Elistratov D.S., Mezentsev I.V., Meleshkin A.V., Bartashevich M.V., Vlasenko M.G.
New hydrate formation methods in a liquid-gas medium // Scientific Reports, 2017, v. 7, 40809.
Chernov A.A., Elistratov D.S., Mezentsev I.V., Meleshkin A.V., Pilnik A.A.
Hydrate formation in the cyclic process of refrigerant boiling-condensation in a water volume // International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, V. 108, Part B, P. 1320-1323
Meleshkin A.V., Elistratov D.S., Chernov A.A., Pilnik A.A.
Experimental research of 134a hydrate formation in cyclic boiling-condensation process with variation of working volume // Journal of Physics: Conference Series, 2017, v. 899, 032010
Misyura S.Y., Donskoy I.G.
Methane hydrate combustion by using different granules composition // Fuel Processing Technology, 2017, v. 158, P. 154-162
Misyura S.Y., Donskoy I.G., Morozov V.S.
Dissociation of methane hydrate granules // Journal of Physics: Conference Series, 2017, v. 899, 032014
Meleshkin A.V., Elistratov D.S., Bartashevich M.V., Glezer V.V.
Experimental study of the influence of the water level in the working volume on the gas hydrates formation the method of explosive boiling during decompression // Journal of Physics: Conference Series, 2018, v. 1128, 012038.
Meleshkin A.V., Elistratov D.S.
Influence of the water level in the work area on the hydrate formation process // MATEC Web Conf., 2018, v. 194 01038
Meleshkin A.V., Elistratov D.S.
Experimental investigation of the process of hydrate-formation by the method of explosive boiling of liquefied freon 134a in the water volume during decompression // MATEC Web Conf., 2018, v. 194 01015 Misyura S.Y. Effect of Diameter of Granules on Dissociation of Methane Hydrate // Journal of Engineering Thermophysics, 2018, V. 27 (2), p 191–195
Misyura S.Y.
Effect of Diameter of Granules on Dissociation of Methane Hydrate // Journal of Engineering Thermophysics, 2018, V. 27 (2), p 191–195
Misyura S.Y., Voytkov I.S., Morozov V.S., Manakov A.Y., Yashutina O.S., Ildyakov A.V.
An Experimental Study of Combustion of a Methane Hydrate Layer Using Thermal Imaging and Particle Tracking Velocimetry Methods // Energies, 2018, v. 11(12), 3518
Misyura S.Y., Morozov V.S.
Influence of the granule size and composition uniformity on methane hydrate dissociation // Journal of Physics: Conference Series, 2018, v. 1128, 012072
Meleshkin A.V., Bartashevich M.V., Glezer V.V.
Investigation of the effect of operating parameters on the synthesis of gas hydrate by the method based on self-organizing process of boiling-condensation of a hydrate-forming gas in the volume of water // Applied Surface Science, 2019, v. 493, p. 847-851.
Misyura S.Y.
Non-stationary combustion of natural and artificial methane hydrate at heterogeneous dissociation // Energy, 2019, v. 181, p. 589-602.
Misyura S.Y., Donskoy I.G.
Ways to improve the efficiency of carbon dioxide utilization and gas hydrate storage at low temperatures // Journal of CO2 Utilization, 2019, v. 34, p. 313-324.
Meleshkin A.V., Bartashevich M.V.
Modeling of the process of hydrate formation // AIP Conference Proceedings, 2019, v. 2135, 020010.
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория металлогидридных энерготехнологий

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН - (ФИЦ ПХФ и МХ)

Энергетика и рациональное природопользование

Черноголовка

Лотоцкий Михаил Владимирович

Украина, Южная Африка

2022-2024

Лаборатория рециклинга отходов твердотопливной энергетики

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М И. Платова - (ЮРГПУ (НПИ))

Энергетика и рациональное природопользование

Новочеркасск

Чаудхари Сандип

Индия

2022-2024

Лаборатория управления теплообменом при фазовых и химических превращениях

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН - (ИТ СО РАН)

Энергетика и рациональное природопользование

Новосибирск

Сунден Бенгт Ааке

Швеция

2021-2023