На практике к соединениям, пригодным для хранения водорода, предъявляется следующие требования: 1 Высокая емкость. Плотность жидкого водорода равна 71 кг/м3. При хранении водорода в гидридах во всех случаях хранится 244 кг. Газообразный водород хранится в баллонах (15 МПа), при этом масса контейнера на I кг водорода составляет 98 кг.
Анализ и перспектива транспортировки и хранения водорода
Контейнеры фирмы Pragma Industries для хранения водорода в АВ5 интерметаллидах на 20 литров, вес контейнера 350 г. Загрузка при 1 МПа, разгрузка при 0,2 МПа и 20 °C. Наибольшую сложность представляет хранение водорода в автомобиле. Заинтересую: 100 литров жидкого водорода могу светить и топить коттедж зиму. Это 11000 кубов метана в пересчете на тепло.
Бакиболлы! Хранение водорода в углеродных наноструктурах
Вы тоже можете стать частью истории. СПбГУ ждет новые таланты, чтобы помочь им раскрыться и добиться блестящих побед в науке и искусстве.
На практике для этого применяют газгольдеры, естественные подземные резервуары водоносные породы, выработанные месторождения нефти и газа , хранилища, созданные подземными атомными взрывами. Доказана принципиальная возможность хранения газообразного водорода в соляных кавернах, создаваемых путём растворения соли водой через боровые скважины. Для хранения газообразного водорода при давлении до 100 Мпа используют сварные сосуды с двух- или многослойными стенками. Внутренняя стенка такого сосуда выполнена из аустенитной нержавеющей стали или другого материала, совместимого с водородом в условиях высокого давления, внешние слои — из высокопрочных сталей. Для этих целей применяют и бесшовные толстостенные сосуды из низкоуглеродистых сталей, рассчитанных на давление до 40 — 70 МПа. Широкое распространение получило хранение газообразного водорода в газгольдерах с водяным бассейном мокрые газгольдеры , поршневых газгольдерах постоянного давления сухие газгольдеры , газгольдерах постоянного объёма ёмкости высокого давления. Для хранения малых количеств водорода используют баллоны. Следует иметь в виду, что мокрые, а также сухие поршневые газгольдеры сварной конструкции не обладают достаточной герметичностью. Одним из наиболее перспективных способов хранения больших количеств водорода является хранение его в водоносных горизонтах.
Эту величину потерь подтверждает опыт хранения природного газа. Газообразный водород возможно хранить и перевозить в стальных сосудах под давлением до 20 Мпа. Такие ёмкости можно подвозить к месту потребления на автомобильных или железнодорожных платформах, как в стандартной таре, так и в специально сконструированных контейнерах. Корпус вентиля изготавливают из латуни. Баллоны для хранения водорода достаточно просты и компактны. Однако для хранения 2 кг Н2 требуются болоны массой 33 кг.
Однако она стоит более чем в три раза у нас около 25. Давайте поговорим о последнем квартале 2022 года. Преимущества системы хранения Lavo перед Powerwall 2 от Tesla? Во-первых, продолжительность: по сравнению с литиевой системой хранения водородная он может достигнуть 30 лет жизни против, наверное, 15 лет. Однако наиболее важным моментом является отсутствие токсичных веществ, которые нужно утилизировать. Все хорошо, правда? Я также покажу вам рекламный ролик Lavo, если вы готовы к такому маркетингу. После видео продолжим, пока мы немного проверим реальность. А как насчет недостатков? Прежде всего безопасность: это, безусловно, предмет обсуждения. Лаво говорит, что возможная утечка рассеивается так быстро, что вероятность возгорания или взрыва мала. Он говорит, что водород «по своей сути не более опасен, чем другие традиционные виды топлива, такие как бензин или природный газ». Я читаю все эти прекрасные вещи, но боюсь того же: Что происходит в «редком случае», когда огонь достигает этого завода?
Следует иметь в виду, что мокрые, а также сухие поршневые газгольдеры сварной конструкции не обладают достаточной герметичностью. Одним из наиболее перспективных способов хранения больших количеств водорода является хранение его в водоносных горизонтах. Эту величину потерь подтверждает опыт хранения природного газа. Газообразный водород возможно хранить и перевозить в стальных сосудах под давлением до 20 Мпа. Такие ёмкости можно подвозить к месту потребления на автомобильных или железнодорожных платформах, как в стандартной таре, так и в специально сконструированных контейнерах. Корпус вентиля изготавливают из латуни. Баллоны для хранения водорода достаточно просты и компактны. Однако для хранения 2 кг Н2 требуются болоны массой 33 кг. Прогресс в материаловедении даёт возможность снизить массу материала баллона до 20 кг на 1 кг водорода, а в дальнейшем возможно снижение до 8 — 10 кг. Большие количества водорода можно хранить в крупных газгольдерах под давлением. Газгольдеры обычно изготовляют из углеродистой стали. Рабочее давление в них обычно не превышает 10 Мпа. Вследствие малой плотности газообразного водорода хранить его в таких ёмкостях выгодно лишь в сравнительно небольших количествах. Повышение же давление сверх указанного, например, до сотен мега Паскаль, во-первых, вызывает трудности, связанные с водородной коррозией углеродистых сталей, и, во-вторых, приводит к существенному удорожанию подобных ёмкостей. Для хранения очень больших количеств водорода экономически эффективным является способ хранения истощённых газовых и водоносных пластах. В США насчитывается более 300 подземных хранилищ газа. Слои глины, пропитанные водой, могут обеспечивать герметичное хранение ввиду слабого растворения водорода в воде. Хранение жидкого водорода Среди многих уникальных свойств водорода, которые важно учитывать при его хранении в жидком виде, одно является особенно важным.
Сезонное хранение водорода для энергоснабжения зданий — нишевое решение
хранение водорода в сжатом виде, примерно до давления 150 атмосфер, в стальных очень прочных и очень тяжелых баллонах. Второй метод - хранить водород в жидком виде. В тех случаях, когда сеть доступна, сезонное хранение водорода является неэффективным вариантом во всех рассмотренных сценариях. Для хранения и перевозки небольших количеств сжатого водорода обычно используют стальные баллоны с рабочим давлением до 15–20 МПа. Схема возможностей разных технологий хранения водорода, цели министерства энергетики США для транспорта на 2010 и 2015 гг. и оценки стоимости хранения приведены на рис. 1 [1, 2]. Хранение водорода в гидридах металлов. Как собирать, хранить и поставлять водород. Где и как хранить водород. В каком виде транспортировать водород.
Изобретен материал для хранения водорода даже в кармане
| Безопасные способы хранения водорода | Ø Надежная хранение и транспортировка водорода; Ø Использование водорода в энергетике, промышленности, на транспорте и в быту; Ø Обеспечение надежности и безопасности. |
| Технологии и способы хранения водорода | Итак, есть еще один вариант того, что можно сжигать в ДВС вместо бензина или дизельного топлива, — это водород. Известно, что продуктом окисления водорода является вода. |
| Хранение водорода в виде порошка: важный шаг к более экологичной нефтехимии | | В данной статье мы рассмотрим особенности хранения водорода, подсказки по перевозке, а также приведем полезные советы по безопасности. |
Мы победим БП как научимся прально хранить водород
Доказана принципиальная возможность хранения газообразного водорода в соляных кавернах, создаваемых путём растворения соли водой через боровые скважины. На практике к соединениям, пригодным для хранения водорода, предъявляется следующие требования: 1 Высокая емкость. Плотность жидкого водорода равна 71 кг/м3. металлогидридного аккумулятора поступает в топливный элемент и окисляется, образуя. электрическую энергию; для компактного и безопасного хранения водорода –. Для хранения и перевозки небольших количеств сжатого водорода обычно используют стальные баллоны с рабочим давлением до 15–20 МПа.
Хранение водорода в виде порошка: важный шаг к более экологичной нефтехимии
Подземное хранение водорода — это способ сохранения водорода под землей в специальных емкостях, которые могут быть естественными или искусственными. Хранение и транспортировка водорода. Промышленные способы: • в газообразной форме в баллонах под давлением: проблема – обеспечение безопасности. металлогидридного аккумулятора поступает в топливный элемент и окисляется, образуя. электрическую энергию; для компактного и безопасного хранения водорода –.
Хранение водорода (получение и хранение)
При использовании обычных стальных баллонов, заполненных водородом с давлением до 20 МПа, 4 кг водорода занимают объем 225 литров. Использование специальных баллонов позволяет увеличить это значение. В России созданы системы газобаллонного хранения водорода под давлением до 40 МПа, в том числе криволинейные титановые баллоны. Чтобы не допустить местных перегревов, сосуды, заполняемые жидким водородом, следует предварительно охладить, что приводит к большим расходам водорода на захолаживание емкости.
Вторая возникающая проблема - потери на испарение. Кроме того, хранение сжиженного газа небезопасно: испаряющийся водород должен или каталитически дожигаться в специальном объеме или собираться в металлическом гидриде. Для сжижения могут использоваться различные холодильные циклы.
Технологические схемы жидководородных резервуаров являются более сложными и многоэлементными по сравнению со схемами других типов криогенных резервуаров. Они обеспечивают заправку жидким водородом и его выдачу, безопасную эксплуатацию резервуара, замещение в нём газовой среды и др. Система предохранительных клапанов и разрывных мембран позволяет безопасно эксплуатировать резервуар в соответствии с требованиями отечественных и европейских норм.
Для производства используются высококачественные стали, предназначенные для требуемых температурных диапазонов. Резервуары оснащены фильтрами тонкой очистки жидкого водорода и пробоотборником специальной конструкции, имеют высокоэффективную теплоизоляционную систему. Криогенная система хранения водорода на борту транспортных средств, благодаря своим массовым и объемным характеристикам считается во многих автомобильных концернах более предпочтительной, чем система хранения в гидридах или газообразного водорода под давлением.
Хранение водорода в герметичных емкостях в жидком виде нерационально для небольших количеств водорода менее 1 кг , так как утечка жидкого водорода для небольших количеств очень велика, а оборудование слишком дорого. Хранение водорода в твердых носителях - гидридах металлов.
Получение водорода путем разложения воды при действии на нее электрическим током называется электролиз. Преимуществами этого метода получения являются: устоявшаяся и коммерчески доступная технология; детально изученный промышленный процесс, удобный для получения водорода от воспроизводимых источников энергии например, солнечной , компенсирует периодическую природу некоторых источников возобновляемой энергии; высокая чистота конечного продукта. Однако данный метод осуществляется с высокими энергозатратами и существует конкуренция с прямым использованием возобновляемой электроэнергетики [3].
Следующим, достаточно хорошо изученным в больших масштабах и широко распространенным способом получения водорода, является реформинг стационарный и на транспорте - тепловое разложение углеводородного топлива паром. Преимуществом данного способа является низкая стоимость продукта из природного газа и возможность комбинации с секвестрацией двуокиси углерода. Однако, данный способ также имеет свои недостатки и достаточно существенные, маломасштабные устройства не имеют коммерческого значения; конечный продукт содержит примеси, требуется газоочистка для некоторых приложений; выбросы двуокиси углерода; дополнительные затраты на секвестрацию двуокиси углерода; первичное топливо может использоваться непосредственно [3]. Газификация - разложение тяжелых углеводородов и биомассы на водород и газы для последующего реформинга. Данная технология достаточно хорошо изучена для тяжелых углеводородов в больших масштабах, используется для твердых и жидких топлив, также продемонстрирована газификация биомассы.
Для этого способа также характерны свои недостатки: маломасштабные устройства редки, конечный продукт требует интенсивной очистки перед использованием, биомасса используется в качестве удобрения, процесс до конца не изучен, конкуренция с синтетическими топливами из биомассы. Получение водорода с помощью термохимических циклов, использующих дешевое высокотемпературное тепло ядерных реакторов или концентрированной солнечной энергии, имеет ряд преимуществ: принципиально возможно производство больших объемов водорода при низкой стоимости и без выброса парниковых газов для тяжелой промышленности и транспорта. Существует международное сотрудничество в области исследований, разработок и внедрения. Но данный процесс синтеза сложен и еще не имеет коммерческого значения, для него требуются долговременные исследования материалов порядка 10 лет , усовершенствования химической технологии; требуется высокотемпературный ядерный реактор ВТЯР или солнечные концентраторы. Биологическое производство водорода [4] находится еще в процессе изучения и исследования.
Данный способ получения основывается на способности водорослей и бактерий при некоторых условиях вырабатывать водород. Потенциально это, конечно, большой ресурс, однако, основными проблемами являются: малая скорость накопления водорода; для этого нужны большие площади; наиболее подходящие объекты еще не найдены. Исследования биологического производства активно продолжаются. Подробное изучение материалов по способам синтеза водорода показало, что для его массового производства в будущем считается весьма перспективным использование атомной энергии. При этом рассматриваются два основных пути: а использование избыточных мощностей АЭС в ночное время для наработки водорода методом электролиза; б использование высокотемпературных реакторов с газовым или металлическим теплоносителем для получения водорода в процессе термических циклов.
Последняя технология наиболее выгодна с экономической точки зрения. Разработанная в СССР в начале 70-х годов XX века концепция широкого использования производимого из воды с помощью ядерных реакторов водорода как энергоносителя в промышленности, энергетике, на транспорте и в быту получила название атомно-водородной энергетики [5,6]. Рассмотрим более подробно особо значимые достижения ученых и разработчиков всего мира в области хранения водорода. На сегодняшний день наиболее перспективными методами хранения водорода считаются: - метод хранения с использованием углеродных нанотрубок [7].
Резервуары оснащены фильтрами тонкой очистки жидкого водорода и пробоотборником специальной конструкции, имеют высокоэффективную теплоизоляционную систему.
Криогенная система хранения водорода на борту транспортных средств, благодаря своим массовым и объемным характеристикам считается во многих автомобильных концернах более предпочтительной, чем система хранения в гидридах или газообразного водорода под давлением. Хранение водорода в герметичных емкостях в жидком виде нерационально для небольших количеств водорода менее 1 кг , так как утечка жидкого водорода для небольших количеств очень велика, а оборудование слишком дорого. Хранение водорода в твердых носителях - гидридах металлов. Хранение водорода в гидридах имеет ряд преимуществ по отношению к хранению под давлением или в сжиженном виде, а именно: энергозатраты снижаются, транспортировка упрощается, повышается безопасность хранения. В ряде случаев может быть достигнута и высокая массовая плотность.
Эта технология хранения используется и для стационарных устройств, и для транспортных систем, и для переносных устройств. Основные типы гидридов металлов: Гидриды интерметаллических соединений сплавов , Комплексные гидриды. Из бинарных гидридов с точки зрения хранения водорода представляет интерес гидрид магния MgH2. Он отличается высокой массовой 7. Магний достаточно доступный и недорогой материал.
Однако имеются и термодинамические, и кинетические ограничения применения. Гидриды интерметаллических соединений достаточно хорошо изучены и уже широко применяются на практике. Гидриды обычно легко образуются при взаимодействии этих соединений с водородом при 290-475К и давлениях 0. Последние исследования выявили перспективные способы модификации для улучшения термодинамических и кинетических характеристик гидридов.
Очень маловероятно, скажем так, что эту бытовую водородную батарею унесут воры. Как работает система хранения водорода? Делать нечего. Он подключается к солнечному инвертору должен быть гибридным и к водопроводу через очиститель и останавливается. Бытовая водородная батарея использует избыточную солнечную энергию для электролиза воды, высвобождая кислород и сохраняя водород в запатентованном металлическом «губчатом» гидриде под давлением 30 бар или 435 фунтов на квадратный дюйм. Статья продолжается после соответствующих ссылок Хранилище энергии сжатого воздуха, Китай подключает крупнейший завод в мире Экономит около 40 киловатт-часов энергии, в три раза больше, чем текущий Powerwall 2, система хранения Tesla: достаточно, чтобы содержать средний дом в течение двух дней.
Дождь не может длиться вечно! Когда эта энергия необходима, система хранения Lavo использует топливный элемент для подачи энергии в дом, добавляя небольшую литиевую буферную батарею на 5 кВтч для мгновенного реагирования. Существует подключение к Wi-Fi и приложение для телефона для мониторинга и управления, а компании с более высокими потребностями в энергии могут использовать несколько параллельно. Можно поставить рядом бытовые водородные батареи, и получится небольшая «интеллектуальная виртуальная электростанция». Откройте шкаф, найдите большой сюрприз: эти четыре красных контейнера собирают водород. Остальное на системы, электролизер, топливные элементы. В настоящее время, как было сказано, эта система сохраняет в три раза больше энергии по сравнению с системой хранения Tesla Powerwall 2.
🌎 Подземное хранение водорода: перспективы и проблемы
| ХРАНЕНИЕ ВОДОРАДА - Студенческий научный форум | Если говорить об основных преимуществах хранения водорода в химически связанном состоянии, то следует выделить следующие из них. |
| Способы хранения водорода | Наиболее перспективным методом считается хранение водорода в абсорбированном состоянии. Большинство материалов позволяют сорбировать не более 7—8% водорода в. |
Справочник химика 21
Если этот газообразный водород нельзя использовать, возникают значительные потери. Например, наполовину полный бак жидкого водорода BMW Hydrogen7 опорожняется за 9 дней, если не используется. Поэтому, несмотря на множество преимуществ, хранение водорода в настоящее время 2012 г. Типы хранения водорода Хранение сжатого водорода Чистая плотность хранения как функция давления и температуры Проблемы хранения в сосудах под давлением в настоящее время считаются решенными.
При использовании новых материалов эффективная усадка из-за диффузии значительно снижается. В то время как резервуары высокого давления от 200 до 350 бар все еще были обычным явлением в автомобильном секторе примерно в 2000 году, в 2011 году уже были резервуары на 700 и 800 бар с большей емкостью. Полная система водородного бака для автомобиля должна весить всего 125 кг.
Особым случаем хранения сжатого водорода с очень высокой емкостью является хранение в подземных хранилищах газа например, хранилищах соляных пещер , аналогичных хранилищам в сети природного газа. Специально созданные трубопроводы также могут служить хранилищем. Ниже Потери на испарение при декантации Давление больше не является проблемой для конструкции резервуара, однако необходимо приложить немало усилий для теплоизоляции резервуара и трубопроводов.
Более низкая реакционная способность при низких температурах и в 800 раз более высокая плотность жидкого водорода по сравнению с газообразным водородом при атмосферном давлении являются преимуществом. Тем не менее жидкий водород требует много места на единицу веса. Недостатком является то, что из-за очень низкой температуры внутри резервуара невозможно избежать потока тепла из окружающей среды даже при хорошей теплоизоляции.
Это приводит к частичному испарению водорода. Чтобы избежать повышения давления, этот водород должен быть выпущен, если производимый газообразный водород нестабилен или не уменьшается так называемые потери на испарение. Дальнейшие меры управление выкипанием могут минимизировать потери из-за испарения.
Для использования в автомобилях были разработаны танковые роботы, которые управляют сцепкой и дозаправкой. Энергия, необходимая для сжижения, происходит только один раз, последующее декантирование требует относительно мало энергии, но приводит к дополнительным потерям при дегазации. Как и в случае сжатого газа, хранение происходит выше критической температуры и критического давления до 1000 бар.
Преимущество высокой плотности хранения компенсируется усилиями, необходимыми для резервуара высокого давления и теплоизоляции. Хранение металлогидридов Другая возможность снизить давление молекулярного водорода - растворить его в других носителях. Из-за его в значительной степени электрически и магнитно нейтральных свойств не используется жидкий растворитель, а используются твердые накопительные материалы, такие как гидриды металлов.
Водород хранится в промежутках в металлической решетке. Один кубический метр металлогидрида содержит больше атомов водорода, чем один кубический метр сжиженного водорода. В металлогидридных накопителях может храниться в пять раз больше электроэнергии, чем в свинцово-кислотных аккумуляторах того же веса.
Однако они оказались слишком дорогими для широкого применения, поэтому используются только на подводных лодках, где цена не имеет значения. Решающее значение для выбора материалов имеют температура и давление абсорбции и десорбции, при которых водород сохраняется и снова выделяется, а также большой вес резервуара.
Контейнеры фирмы Pragma Industries для хранения водорода в АВ5 интерметаллидах на 20 литров, вес контейнера 350 г. В большинстве случаев, это химическое соединение металла и водорода, где водород хранится как в самой кристаллической решётке, так и с замещением кристаллической решётки металлов. Подобное хранение водорода имеет большие преимущества перед традиционными газообразным методом под давлением и жидкой форме, как то: 1. Реакции связывания водорода с металлом протекают с выделением тепла. Экзотермический процесс образования гидрида из водорода в металле — это «зарядка», или накачка металла водородом, а эндотермический процесс освобождения водорода из гидрида - это «разрядка», или отдача водорода. Выдержка из доклада U.
Разрабатываются методы, способствующие теоретическому хранению до 140 кг водорода на 1 м3 металлизированного гидрида. Это позволит на стандартном 50-литровом баке проехать до 270-300 км. Рисунок 4. Значения объёмной Volumetric и массовой gravimetric плотности водорода в различных гидридах, а также для некоторых других систем хранения до 2017 года Рисунок 4. Значения объёмной Volumetric и массовой gravimetric плотности водорода в различных гидридах, а также для некоторых других систем хранения до 2017 года Рисунок 5. Пересмотренные данные. Рисунок 5. Гидриды, которые имеют хорошие расчётные параметры хранения водорода, на практике не используются, так как не могут быть эффективно использованы на транспорте.
Именно поэтому пока вместо гидридов используется всё тот же водород под давлением и в жидкой форме.
Существуют разные типы подземных хранилищ водорода, которые могут быть классифицированы по типу геологической структуры, в которой они находятся, такие как соляные купола, породные пласты и подземные пещеры. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, которые зависят от разных факторов, таких как геология, география, климат, экономика и политика. Некоторые из них — это влияние водорода на свойства геологических формаций и материалов, оценка и мониторинг состояния и поведения водорода в подземных хранилищах, регулирование и стандартизация подземного хранения водорода. Для реш ения этих проблем и вызовов необходимо проводить комплексные и междисциплинарные исследования и разработки, а также сотрудничать с разными заинтересованными сторонами, такими как правительства, наука, промышленность и общественность. Подземное хранение водорода может стать важной составляющей водородной экономики и устойчивого энергетического будущего. Надеюсь, что моя лекция была полезной и интересной для вас.
Если у вас есть какие-то вопросы или пожелания, пожалуйста, напишите мне. Я буду рад ответить на них. Скачать От водородной энергетики к водородной экономике Скачать Хранение водорода кратко Скачать Перспективы развития водородных технологий Владимир Туманов Лекториум Скачать Водородная энергетика: будущее в России и мире? Скачать Что такое водород. Расскажем о водороде. Как производят, транспортируют и используют водород Скачать Получение водорода паровым реформингом Скачать Добровольский Юрий Анатольевич, Институт проблем химической физики РАН Скачать Технологии транспортировки и хранения водорода: задачи и возможности алюминиевой отрасли Скачать «Инженерные и экономические проблемы водородных технологий».
Они позволяют сохранять большие объемы водорода на протяжении длительного времени, обеспечивая его доступность и готовность к использованию. Хранение водорода в соединении с жидкостями Одним из наиболее популярных соединений, используемых для хранения водорода, является сплав бора с натрием NaBH4. Этот сплав может быть растворен в воде, что создает возможность переносить и хранить водород в виде жидкости.
Другим примером является формиат натрия HCOONa — соединение, образуемое из водорода и формиевой кислоты. При нагревании формиат натрия выделяет водород, который можно использовать в различных процессах. Еще одним методом является использование жидкости на основе алюминия.
Алюминий может реагировать с водой, образуя алюминиевую гидроксидную жидкость. При этом водород выделяется в процессе «разложения» алюминиевой жидкости и может быть использован для производства энергии. Преимуществом такого способа хранения водорода является его меньшая опасность, поскольку водород содержится в жидком состоянии и не требует высокого давления.
При этом хранение в жидком состоянии позволяет получать водород при необходимости, без необходимости хранения большого количества газообразного водорода. Однако, такой способ также имеет свои недостатки. Во-первых, процесс образования соединений требует энергозатрат, что делает его более затратным.
Во-вторых, требуется специальное оборудование для взаимодействия с жидкостями и контроля процессов хранения и извлечения водорода. Варианты хранения водорода под землей Существует несколько вариантов хранения водорода под землей: Вариант Описание Подземные емкости Это хранение в специальных резервуарах, расположенных под землей.
Вы точно человек?
Заниматься сжижением водорода в домашних условиях, скажем так, будет трудно. Но тогда и деградирует панель быстрее. Водоробная энергетика только начинает становиться экономически выгобной. Надо подождать... А вообще очень интересная и выгодная тема. Сырье падает с неба, в качестве отходов- водянной пар.
Благодаря этим свойствам, углеродные нанотрубки нашли применение во многих областях науки и техники. Одно из самых перспективных применений углеродных нанотрубок — это использование их в качестве материала для хранения водорода. Углеродные нанотрубки обладают высокой площадью поверхности, что позволяет эффективно адсорбировать молекулы водорода. Благодаря малым размерам и химической стабильности, углеродные нанотрубки могут быть использованы для создания компактных и безопасных систем хранения водорода. Наряду с хранением водорода, углеродные нанотрубки также нашли применение в областях, связанных с энергетикой, электроникой, катализом и медициной. Они могут использоваться для создания эффективных электродов в солнечных батареях, суперконденсаторах и биомедицинских устройствах. В заключение, углеродные нанотрубки — это уникальные структуры из углерода, обладающие свойствами, которые делают их перспективными для использования в различных технологиях. Исследования в области углеродных нанотрубок продолжаются, и в будущем они могут стать основой нового поколения технологий. Газовые резервуары с высокой ёмкостью Газовые резервуары с высокой ёмкостью обычно изготавливаются из специальных материалов, таких как химически стойкая сталь, композитные материалы или алюминиевый сплав. Эти материалы обеспечивают прочность и долговечность резервуаров, а также предотвращают проникновение водорода через стенки. Резервуары с высокой ёмкостью могут иметь различные конструкции, включая цилиндрические, сферические или тороидальные формы. Выбор конструкции зависит от требований к емкости, удобства использования и пространства для установки. Возможности для хранения водорода в газовых резервуарах с высокой ёмкостью постоянно совершенствуются. Современные технологии позволяют создавать более легкие и прочные резервуары, что способствует увеличению энергетической плотности хранения водорода.
В частности, для хранения водорода сегодня используют различные устройства - аккумуляторы водорода. Конструкции их постоянно совершенствуют, но до сих пор не создано таких, которые бы содержали водорода достаточно для широкого промышленного применения. У тех аккумуляторов, которые используют сегодня, содержание водорода не превышает пяти-шести процентов по весу. В промышленности водород в настоящий момент хранят в сжатом газообразном состоянии, в сжиженном виде, в виде гидридов или металлогидридных систем, а также в цеолитах. С развитием нанотехнологий ученые приступили к исследованиям углеродных наноэлементов - нанотрубок, нановолокон, наноконусов, которые обладают уникальными свойствами поглощать различные газы.
Было оценено восемь различных сценариев автономной и сетевой работы фотоэлектрической просьюмер-системы. В сценариях также рассматривались электромобили, литий-ионные аккумуляторы и геотермальные тепловые насосы для отопления помещений и горячего водоснабжения. Результаты показывают, что сезонное хранение водорода может играть роль лишь в ограниченном количестве случаев и только для автономных домов в таких регионах как Северная Америка, Северная Европа и Северо-Западная Евразия. Согласно исследованию, для Ливана, Кувейта, Бахрейна и Катара также могут подойти небольшие сезонные мощности по хранению водорода. Только в нескольких регионах система сезонного хранения водорода может являться решением с наименьшими затратами либо из-за очень высокой сезонности, либо из-за высокого спроса на энергию, но только в случае автономной работы объекта, отмечается в статье.
Вы точно человек?
Авторы новой статьи, ученые из Лаппеенрантского технологического университета LUT в Финляндии и Восточно-баварского технического университета Регенсбурга, попытались ответить на вопрос, сможет ли сезонное хранение энергии в форме водорода стать в ближайшие десятилетия экономически эффективным решением для максимизации собственного потребления солнечной энергии в домашних хозяйствах. Как ранее описывалось, сезонность выработки солнечных электростанций является критическим фактором, снижающим потребление собственной электроэнергии домохозяйства. Решением, позволяющим преодолеть сезонность, является производство и хранение водорода, как это реализовано в вышеупомянутом швейцарском доме. Но есть ли в этом экономический смысл? Авторы статьи с помощью программы «LUT-Prosume» смоделировали фотоэлектрическую кровельную установку для жилых домов с сезонным хранением водорода.
Было оценено восемь различных сценариев автономной и сетевой работы фотоэлектрической просьюмер-системы. В сценариях также рассматривались электромобили, литий-ионные аккумуляторы и геотермальные тепловые насосы для отопления помещений и горячего водоснабжения. Результаты показывают, что сезонное хранение водорода может играть роль лишь в ограниченном количестве случаев и только для автономных домов в таких регионах как Северная Америка, Северная Европа и Северо-Западная Евразия. Согласно исследованию, для Ливана, Кувейта, Бахрейна и Катара также могут подойти небольшие сезонные мощности по хранению водорода. Только в нескольких регионах система сезонного хранения водорода может являться решением с наименьшими затратами либо из-за очень высокой сезонности, либо из-за высокого спроса на энергию, но только в случае автономной работы объекта, отмечается в статье.
Это определяет необычное поведение теплоемкости водорода при низких температурах и приводит к отличию идеальной необходимой работы для сжижения водорода от экспериментальных данных. Это одна из самых больших проблем использования жидкого водорода. Однако эта потеря энергии в некоторых случаях частично компенсируется большой ее плотностью. Контейнеры хранения теряют энергию при неизбежном испарении водорода, которое вызвано теплопроводностью изоляции. Контейнеры обычно имеют комбинированную изоляцию. Она включает вакуумную изоляцию, охлаждаемые паром лучевые экраны и обычную многослойную изоляцию рис. Несколько отражающих экранов, окружающих внутренний контейнер так называемая многослойная изоляция , могут уменьшить передачу теплоты излучением. Значительное сокращение скорости испарения водорода, связанного с потоком теплоты q, может быть достигнуто путем охлаждения экранов изоляции вентилируемым водородным паром. Это уменьшает температурный перепад между экранами изоляции, что приводит к меньшему потоку теплоты. Такой метод используется прежде всего в больших контейнерах. Хранение водорода в связанном виде Металлические гидриды состоят из металлических атомов, которые составляют ведущую решетку, и водородных атомов, которые находятся в своеобразных ловушках, представляющих собой дефекты решетки или вакансию.
Газгольдеры обычно изготовляют из углеродистой стали. Рабочее давление в них обычно не превышает 10 МПа. Вследствие малой плотности газообразного водорода хранить его в таких ёмкостях выгодно лишь в сравнительно небольших количествах. Повышение же давление сверх указанного до сотен мегапаскаль, вызывает трудности, связанные с водородной коррозией углеродистых сталей, и приводит к существенному удорожанию подобных ёмкостей. Для хранения очень больших количеств водорода экономически эффективным является способ хранения истощённых газовых и водоносных пластах. В США насчитывается более 300 подземных хранилищ газа.