Вопросы и ответы

Цель нашей компании - разработка, производство и внедрение эффективных и экологичных систем электропитания.


В данном разделе приведены ответы на часто задаваемые вопросы.

Общие вопросы

Топливные элементы (ТЭ) – это электрохимические устройства, использующие водород, моноксид углерода либо газообразные органические топлива и кислород воздуха для производства электрической и тепловой энергии. 

Процесс производства электроэнергии в топливных элементах значительно более эффективен, чем в тепловых машинах. Кроме того, в ТЭ нет движущихся частей и минимизирована роль сжигания топлива, что делает процесс бесшумным и экологически чистым. 

Промышленная отрасль ТЭ становится все более стабильной и готовой к массовому внедрению. Это поддерживается растущим интересом крупных компаний к использованию ТЭ и инвестициям в связанные с ними технологии. В последние 3-4 года ТЭ все активнее внедряются на рынки. Продолжается рост объема заказов на энергоустановки на базе топливных элементов (ТЭУ) во многих секторах экономики. Следствием этого является удвоение поставок потребителям ТЭУ в 2012 году по сравнению с 2011 годом и 1,5 кратный рост поставок в 2013 году по сравнению с 2012 годом.

Сложились три основных направления использования топливных элементов:

1) стационарная энергетика: энергетические установки для централизованного и распределенного электро- и теплоснабжения, источники бесперебойного питания;
2) транспортная энергетика: энергетические установки транспортных средств, вспомогательные силовые установки;
3) портативная энергетика: источники тока в мобильных устройствах, зарядные устройства, питание разнообразных вспомогательных устройстви т.п.

В ближней перспективе для стационарной энергетики наиболее перспективной областью применения энергоустановок на основе топливных элементов видимо следует считать распределенную генерацию и автономное энергоснабжение – ТЭУ и КТЭУ электрической мощностью от единиц киловатт для индивидуальных хозяйств и мелкого бизнеса до единиц мегаватт для электро- и теплоснабжения промышленных предприятий, достаточно крупных объектов сферы услуг (торговых центров и др.), жилищной застройки (небольших населенных пунктов и городских районов). В более отдаленной перспективе ТЭУ, в том числе гибридные, электрической мощностью до сотен мегаватт могут быть использованы для распределенного и централизованного энергоснабжения.

В силу уникальных физико-химических свойств водорода этот газ является наиболее привлекательным видом топлива для ТЭ. На данный момент основные методы получения водорода включают паровой риформинг, частичное окисление и автотермальный риформинг углеводородов, а также конверсию биотоплива. Для ПЭМТЭ предпочтительной технологией является высокоселективное окисление CO. Для использования ТЭ, работающих на водороде, на транспорте и в мобильных устройствах выбирается наиболее оптимальный способ хранения либо локального производства водорода. 

Известно несколько способов хранения водорода: получение жидкого водорода, сжатие газообразного водорода, металлогидриды, борогидриды, углеродные нанотрубки, цеолиты и металлоорганические каркасы. Наиболее распространённым остаётся хранение водорода в сжатом виде в легких баллонах из полимерных и углеродных волокон под давлением до 700 атм. Прямое использование жидких топлив в ТЭ выгодно из-за большей плотности запасённой энергии по сравнению с газообразным топливом. Жидкие топлива, такие как метиловый и этиловый спирты, относительно дёшевы, просты в обращении, транспортировке и хранении. Однако стоит отметить, что плотности мощности ТЭ на жидком топливе ничтожно малы по сравнению с плотностями мощности топливных элементов на газе при схожих режимах работы, в основном, из-за медленной кинетики процесса окисления относительно больших молекул, вовлекающего до 18-ти электронов и не исключающего многочисленных побочных реакций. 

Также, наряду с более высокой плотностью запасённой энергии, нужно принимать во внимание возможные экологические проблемы использования таких топлив. Метанол, производимый, в основном, риформингом природного газа, является очень токсичным и легко воспламеняемым. Выгодной альтернативой для мобильных устройств в силу гораздо меньшей потенциальной опасности является этиловый спирт, который может быть синтезирован из ацетилена либо получен спиртовым брожением. Электрохимическое окисление большинства жидких топлив является, к сожалению, преимущественно неполным. Например, основные продукты электроокисления метанола – формальдегид и муравьиная кислота. Формальдегид – очень едкий, токсичный канцероген. В случае этанола основное препятствие кроется в прочной C–C связи; продуктами являются ацетальдегид и уксусная кислота. Диметиловый эфир также может быть использован в качестве топлива, поскольку является самым простым эфиром без C–C связей и менее токсичен по сравнению с метанолом. Однако, основными продуктами прямого электроокисления диметилового эфира в ТЭ оказываются всё тот же метанол и метилформиат, причём доля метанола не зависит от тока, но растёт с температурой. Дальнейший перебор возможных топлив даёт сходные результаты. 

Таким образом, эксплуатация ТЭ на жидком топливе неизбежно связана с очисткой либо переработкой продуктов реакции.


Задать вопрос
Не нашли ответа на свой вопрос?
Свяжитесь с нами, и мы предоставим необходимую информацию.