Персональный водородный накопитель (концепт)
Многие из нас (особенно жители частных домов) хотели бы иметь собственный, персональный электрогенератор и быть независимыми от существующих коммунальных структур. Было бы классно поставить у себя во дворе ветряк или сделать крышу своего дома из солнечной батареи и даже не подводить электропроводку. И вроде бы современные технологии могут предоставить достойные устройства электрогенерирования (современные солнечные батареи уже имеют приемлемый КПД и срок эксплуатации, к ветрякам также критичных замечаний нет), но системы накопления и хранения электроэнергии, чаще всего представленные аккумуляторными батареями, имеют ряд существенных недостатков (высокая стоимость, низкая емкость, короткий срок службы, плохие эксплуатационные характеристики при низких температурах и т. д.). И эти недостатки делают всю концепцию индивидуальных, возобновляемых источников электроэнергии, непривлекательной для рядовых граждан.
В этой статье предлагаю познакомиться с концепцией индивидуального водородного накопителя электроэнергии, который, в некоторой перспективе, может заменить классические аккумуляторные батареи.
Примечания
- Все представленные схемы и изображения носят исключительно концептуальный характер, при проектировании инженерной модели обязательно надо будет пересмотреть все размеры и конструктивные особенности компонентов устройства;
- Я допускаю, что где-то описаны аналоги представленного устройства, даже возможно есть коммерческие образцы, но я ничего подобного не нашел.
Общая концепция (принцип работы)
Несмотря на то, что конструкция получилась весьма громоздкой, принцип работы устройства достаточно прост. Поступающий от возобновляемого источника (солнечная батарея, ветряк и т. д.) электрический ток, подается на две электролизные камеры (A), где в результате процесса электролиза начинает накапливаться кислород/водород. Полученный кислород/водород, с помощью компрессора (B) накачивается в газосберегающую камеру (С). Из газосберегающей камеры (С), кислород/водород подается на электрогенерирующие батареи (E), после чего, не принявший участие в реакции кислород/водород, а также полученная в результате реакции вода, поступает обратно в газосберегающую камеру. Полученный в результате химического объединения кислорода и водорода электрический ток поступает на трансформатор, далее на инвертор и блок управления турбиной/дренажным клапаном (H). С инвертора, электрический ток подается потребителю. Накопленная в газосберегающей камере вода, через дренажный механизм (F), поступает в накопительный бак (G) и обратно в электролизные камеры.
Далее, предлагаю более подробно рассмотреть механику работы компонентов системы.
Электролизная камера
Основное назначение — выработка и первичное накопление кислорода/водорода, и его передача в компрессор.
Поступающий на контакт (A) электрический ток, попадает на электрод (С) где и начинается процесс электролиза воды в камере. Газ, постепенно накапливаясь в верхней части камеры и попадая непосредственно к компрессору через отверстие (E), выталкивает воду через отверстие (B), обратно в бак. Таким образом происходит первичное накопление газа, перед его закачкой в газосберегающую камеру компрессором. Весь процесс первичного накопления газа контролируется оптическим (лазерным) датчиком (D), показания которого передаются на контролирующее устройство.
Компрессор
Основное назначение — накачка полученного в результате электролиза газа, в газосберегающую камеру.
Газ (кислород/водород) из электролизной камеры поступает в камеру компрессора через клапан (A). Когда газ в камере компрессора накапливается в достаточном количестве (сигнал об этом поступает с оптического датчика электролизной камеры), активируется электродвигатель (F) и с помощью поршня (С), накопленный газ накачивается в газосберегающую камеру через клапан (B).
Наличие компрессора позволяет создать в газосберегающей камере определенное давление, что позволяет повысить эффективность работы электрогенерирующих ячеек.
Очень важно рассчитать конструкцию компрессора (мощность двигателя, передаточное отношение редуктора, объем камеры компрессора и т. д.) таким образом, чтобы компрессор мог полноценно работать (создавать необходимое давление) от энергии возобновляемого источника питания.
Система управления подачей электроэнергии
Основное назначение — управление процессом генерирования и накопления газа (кислород/водород), полученного в результате электролиза.
В исходном состоянии, устройство подает напряжение источника питания (D), на электроды электролизных камер (B). В результате, в электролизных камерах начинает образовываться и накапливаться газ, а уровень воды постепенно уменьшается. Как только один из оптических датчиков уровня воды (С) покажет, что достигнут нижний предел (т. е. газа в электролизной камере накопилось достаточно), устройство должно отключить подачу напряжения на электролизные камеры (B) и задействовать один из электродвигателей компрессора (A), выполнив один полный цикл работы поршня. В случае, если нижний уровень воды достигнут одновременно в 2-х электролизных камерах, то устройство должно обеспечить последовательную работу компрессоров (иначе, напряжения источника может не хватить для выполнения цикла работы компрессора). После завершения цикла работы компрессора, устройство должно вернуться в исходное состояние и подать напряжение на электроды электролизных камер.
Газосберегающая камера
Основное назначение — накопление, хранение и подача газа (кислород/водород) к электрогенерирующим батареям.
Газосберегающая камера — это баллон с набором отверстий, через которые газ поступает в камеру (С), подается на электрогенерирующие батареи (A) и возвращается от них (B), а также обеспечивается вывод воды из системы (D). Объем газосберегающей камеры прямо пропорционально влияет на способность системы накапливать энергию, и ограничен только физическими размерами самой камеры.
Турбина
Основное назначение — обеспечение циркуляции газа (кислород/водород) в электрогенерирующих батареях.
Газ, из газосберегающей камеры, попадает в камеру устройства из отверстия (B). Далее, с помощью лопастей турбины (С) и центробежной силы, газ нагнетается в выпускное отверстие (A). Работа лопастей турбины (С) обеспечивается с помощью электродвигателя (D), питание на который подается через разъем (E).
Турбина, пожалуй, самый сомнительный модуль из всей концепции. С одной стороны, мои скудные познания в химии говорят, что циркулирующие реагенты гораздо лучше вступают в химические реакции. С другой стороны, я не нашел ни подтверждения, ни опровержения того, что активная циркуляция газа повысит эффективность электрогенерирующих ячеек. В итоге я решил предусмотреть данное устройство в конструкции, но его влияние на КПД работы системы надо проверить.
Электрогенерирующая батарея
Основное назначение — обеспечивает выработку электрического тока из процесса химического объединения кислорода и водорода.
Кислород и водород, попадая в соответствующие камеры через отверстия (A) и (B) вступает в латентную химическую реакцию, при этом на электродах (E) образуется электрический ток, который передается потребителю через контакты (F) и (G). В результате химического объединения кислорода и водорода, в кислородной камере будет образовываться большое количество воды.
Пожалуй, самое любопытное устройство. При подготовке конструкции этого модуля я пользовался публичной информацией предоставленной на сайте компании Honda (в момент написания статьи, ссылок было несколько, в том числе и на документы, но в момент публикации, рабочей осталась только одна).
Основная проблема в том, что Honda предлагает использовать в качестве электродов (E) платиновые [Pt] пластины. Что делает всю конструкцию непомерно дорогой. Но я уверен, что вполне реально найти значительно более дешевый (народный) химический состав для электродов электрогенерирующих ячеек. На крайний случай, всегда можно сжигать водород в двигателе внутреннего сгорания, но при этом значительно упадет КПД всей конструкции, а сложность и стоимость вырастет.
Дренажная система
Основное назначение — обеспечение вывода воды из газосберегающих камер.
Вода, поступая через отверстие (A) в камеру дренажной системы, постепенно в ней накапливается, что фиксируется оптическим датчиком (B). По мере наполнения камеры водой, управляющая система (D) открывает задвижку (С) и вода выходит через отверстие (E).
Важно предусмотреть, что при отсутствии питания, задвижка должна закрываться (например, при возникновении внештатной ситуации). В противном случае, возможна ситуация когда большие объемы водорода и кислорода попадут в отстойник, где может произойти детонация.
Отстойник для воды
Основное назначение — накопление, хранение и дегазация воды.
Вода из дренажной системы через отверстия (B), попадает в камеру где происходит её дегазация путем отстаивания. Высвобожденная смесь кислорода и водорода выходит через вентиляционное отверстие (A). Отстоянная и готовая к электролизу вода, подается в электролизные камеры через отверстие (С).
Стоит отметить, что вода поступающая из дренажной системы будет сильно насыщенна газом (кислород/водород). Обязательно необходимо реализовать механизмы дегазации воды, перед её подачей в электролизные камеры. Иначе это скажется на эффективности и безопасности работы системы.
Управление электрогенерацией (стабилизатор, инвертор)
Основное назначение — подготовка выработанной электроэнергии к подаче потребителю, питание и управление дренажной системой и турбинами.
Поступающее от электрогенерирующих ячеек напряжение (A), подается на трансформатор/стабилизатор, где оно выравнивается до 12-ти вольт. Стабилизированное напряжение подается на инвертор и систему управления внутренними устройствами. В инверторе напряжение из 12-ти вольт постоянного тока преобразуется в 220 вольт переменного тока (50 герц), после чего подается к потребителю (D).
Управляющее устройство обеспечивает питание для дренажной системы (B) и турбин (С). Причем устройство следит за работой турбины и при повышении нагрузки от потребителя, повышает обороты, стимулируя интенсивность выработки энергии электрогенерирующими батареями.
Особенности эксплуатации
- Установка всегда должна находиться в перпендикулярном положении, относительно силы гравитации. Т. к. в механике работы системы широко используется гравитационное притяжение (первичное накопление газа, дренажная система и т. д.). В зависимости от уровня отклонения, от этого условия, установка либо снизит КПД, либо вообще станет неработоспособной;
- С оглядкой на предыдущий пункт (по тем-же причинам) можно сделать вывод, что для нормальной работы установки, она должна быть в состоянии покоя (т. е. должна быть установлена стационарно);
- Устройство должно работать исключительно в открытом пространстве (за пределами помещения, на улице). Т. к. установка постоянно выделяет свободный кислород и водород, в рамках закрытого пространства, это приведет к накоплению и дальнейшей детонации этих газов. Соответственно, в рамках закрытого пространства, эксплуатация устройства является небезопасной.
Недостатки представленной конструкции
- Так как диффузные процессы никто не отменял, в кислородной газосберегающей камере будет появляться и накапливаться водород и соответственно, в водородной камере будут аналогичные процессы. В результате, это приведет к детонации газа в соответствующей газосберегающей камере. Такую ситуацию необходимо предусмотреть и в конструкцию газосберегающих камер необходимо добавить перегородки для гашения взрывной волны. Также, газосберегающие камеры необходимо оснастить клапанами для выпуска газа при избыточном давлении;
- В представленной конструкции нет никакого механизма индикации накопления энергии. Соответственно установка датчика давления в газосберегающей камере позволит реализовать индикацию накопленной энергии (на самом деле газа, но т. к. мы на выходе получаем электроэнергию, то опосредованно получается энергия). Также, при достижении максимального расчетного давления в обеих газосберегающих камерах, процесс газообразования можно остановить (чтобы установка не работала впустую);
- Текущая конструкция водоотстойной камеры недостаточно эффективна. Достаточно много загазованной воды будет попадать прямо в электролизные камеры, что отрицательно скажется на КПД работы установки. В идеальной ситуации, конструкцию необходимо переделать таким образом, чтобы водородный и кислородный кругооборот не пересекались (т. е. сделать два независимых контура). В более простом варианте, конструкцию водоотстойника следует сделать двухкамерной (возможно даже трехкамерной);
- Если устройство и расположение компрессора оставить без изменений, то со временем, в камере компрессора и околоклапанных трубках образуется конденсат, который снизит эффективность работы компрессора (или даже сделает его неработоспособным). Поэтому, как минимум, компрессор следует перевернуть, а в идеале, заменить механический компрессор, например, пъезоэлектрическим.
Заключение
В итоге, если я не допустил принципиальных ошибок (например, в устройстве электрогенерирующей батареи), получится устройство накопления энергии, отличающееся простотой конструкции (и соответственно надежностью) с относительно компактными размерами (в отношении ампер/часы к объему), лишенное каких либо серьезных эксплуатационных ограничений (например, работоспособность при отрицательных температурах окружающей среды). Причем, ограничения описанные в разделе «Особенности эксплуатации», теоретически, можно устранить.
К сожалению, в силу различных обстоятельств, я скорее всего не смогу собрать и протестировать описанное устройство. Но я надеюсь, что кто нибудь, когда нибудь, начнет делать и продавать что-то подобное, а я смогу это купить.
Возможно уже существуют аналоги описанного устройства, но я такой информации не нашел (возможно плохо искал).
В общем, вперед, в светлое, экологически чистое будущее.
Водородная энергетика: начало большого пути
Ранее мы рассказывали про то, каким экологичным видом транспорта являются электробусы. Однако не упомянули один важный момент: c ростом числа электротранспорта городам потребуется больше электричества, которое зачастую получают экологически небезопасными способами. К счастью, сегодня мир научился получать энергию при помощи ветра, солнца и даже водорода. Новый материал мы решили посвятить последнему из источников и рассказать об особенностях водородной энергетики.
На первый взгляд, водород — идеальное топливо. Во-первых, он является самым распространенным элементом во Вселенной, во-вторых, при его сгорании высвобождается большое количество энергии и образуется вода без выделения каких-либо вредных газов. Преимущества водородной энергетики человечество осознало уже давно, однако применять ее в больших промышленных масштабах пока не спешит.
Водородные топливные элементы
Первый водородный топливный элемент был сконструирован английским ученым Уильямом Гроувом в 30-х годах XIX века. Гроув пытался осадить медь из водного раствора сульфата меди на железную поверхность и заметил, что под действием электрического тока вода распадается на водород и кислород. После этого открытия Гроув и работавший параллельно с ним Кристиан Шенбейн продемонстрировали возможность производства энергии в водородно-кислородном топливном элементе с использованием кислотного электролита.
Позже, в 1959 году, Фрэнсис Т. Бэкон из Кембриджа добавил в водородный топливный элемент ионообменную мембрану для облегчения транспорта гидроксид-ионов. Изобретением Бэкона сразу заинтересовалось правительство США и NASA, обновленный топливный элемент стал использоваться на космических аппаратах «Аполлон» в качестве главного источника энергии во время их полетов.
Водородный топливный элемент из сервисного модуля «Аполлонов», вырабатывающий электричество, тепло и воду для астронавтов. Источник: James Humphreys / Wikimedia Commons
Сейчас топливный элемент на водороде напоминает традиционный гальванический элемент с одной лишь разницей: вещество для реакции не хранится в элементе, а постоянно поставляется извне. Просачиваясь через пористый анод, водород теряет электроны, которые уходят в электрическую цепь, а сквозь мембрану проходят катионы водорода. Далее на катоде кислород ловит протон и внешний электрон, в результате чего образуется вода.
Принцип работы водородного топливного элемента. Источник: Geek.com
С одной топливной ячейки снимается напряжение порядка 0,7 В, поэтому ячейки объединяют в массивные топливные элементы с приемлемым выходным напряжением и током. Теоретическое напряжение с водородного элемента может достигать 1,23 В, но часть энергии уходит в тепло.
С точки зрения «зеленой» энергетики у водородных топливных элементов крайне высокий КПД — 60%. Для сравнения: КПД лучших двигателей внутреннего сгорания составляет 35-40%. Для солнечных электростанций коэффициент составляет всего 15-20%, но сильно зависит от погодных условий. КПД лучших крыльчатых ветряных электростанций доходит до 40%, что сравнимо с парогенераторами, но ветряки также требуют подходящих погодных условий и дорогого обслуживания.
Как мы видим, по этому параметру водородная энергетика является наиболее привлекательным источником энергии, но все же существует ряд проблем, мешающих ее массовому применению. Самая главная из них — процесс добычи водорода.
Проблемы добычи
Водородная энергетика экологична, но не автономна. Для работы топливному элементу нужен водород, который не встречается на Земле в чистом виде. Водород нужно получать, но все существующие сейчас способы либо очень затратны, либо малоэффективны.
Самым эффективным с точки зрения объёма полученного водорода на единицу затраченной энергии считается метод паровой конверсии природного газа. Метан соединяют с водяным паром при давлении 2 МПа (около 19 атмосфер, т. е. давление на глубине около 190 м) и температуре около 800 градусов, в результате чего получается конвертированный газ с содержанием водорода 55-75%. Для паровой конверсии необходимы огромные установки, которые могут быть применимы лишь на производстве.
Трубчатая печь для паровой конверсии метана — не самый эргономичный способ добычи водорода. Источник: ЦТК-Евро
Более удобный и простой метод — электролиз воды. При прохождении электрического тока через обрабатываемую воду происходит серия электрохимических реакций, в результате которых образуется водород. Существенный недостаток этого способа — большие энергозатраты, необходимые для проведения реакции. То есть получается несколько странная ситуация: для получения водородной энергии нужна… энергия. Во избежание возникновения при электролизе ненужных затрат и сохранения ценных ресурсов некоторые компании стремятся разработать системы полного цикла «электричество — водород— электричество», в которых получение энергии становится возможным без внешней подпитки. Примером такой системы является разработка Toshiba H2One.
Мобильная электростанция Toshiba H2One
Мы разработали мобильную мини-электростанцию H2One, преобразующую воду в водород, а водород в энергию. Для поддержания электролиза в ней используются солнечные батареи, а излишки энергии накапливаются в аккумуляторах и обеспечивают работу системы в отсутствие солнечного света. Полученный водород либо напрямую подается на топливные ячейки, либо отправляется на хранение во встроенный бак. За час электролизер H2One генерирует до 2 м 3 водорода, а на выходе обеспечивает мощность до 55 кВт. Для производства 1 м 3 водорода станции требуется до 2,5 м 3 воды.
Пока станция H2One не способна обеспечить электричеством крупное предприятие или целый город, но для функционирования небольших районов или организаций ее энергии будет вполне достаточно. Благодаря своей мобильности она может использоваться также как и временное решение в условиях стихийных бедствий или экстренного отключения электричества. К тому же, в отличие от дизельного генератора, которому для нормального функционирования необходимо топливо, водородной электростанции достаточно лишь воды.
Сейчас Toshiba H2One используется лишь в нескольких городах в Японии — к примеру, она снабжает электричеством и горячей водой железнодорожную станцию в городе Кавасаки.
Монтаж системы H2One в городе Кавасаки
Водородное будущее
Сейчас водородные топливные элементы обеспечивают энергией и портативные пауэр-банки, и городские автобусы с автомобилями, и железнодорожный транспорт (более подробно об использовании водорода в автоиндустрии мы расскажем в нашем следующем посте). Водородные топливные элементы неожиданно оказались отличным решением для квадрокоптеров — при аналогичной с аккумулятором массе запас водорода обеспечивает до пяти раз большее время полета. При этом мороз никак не влияет на эффективность. Экспериментальные дроны на топливных элементах производства российской компании AT Energy применялись для съемок на Олимпиаде в Сочи.
Стало известно, что на грядущих Олимпийских играх в Токио водород будет использоваться в автомобилях, при производстве электричества и тепла, а также станет главным источником энергии для олимпийской деревни. Для этого по заказу Toshiba Energy Systems & Solutions Corp. в японском городе Намиэ строится одна из крупнейших в мире станций по производству водорода. Станция будет потреблять до 10 МВт энергии, полученной из «зеленых» источников, генерируя электролизом до 900 тонн водорода в год.
Водородная энергетика — это наш «запас на будущее», когда от ископаемого топлива придется окончательно отказаться, а возобновляемые источники энергии не смогут покрывать нужды человечества. Согласно прогнозу Markets&Markets объем мирового производства водорода, который сейчас составляет $115 млрд, к 2022 году вырастет до $154 млрд. Но в ближайшем будущем массовое внедрение технологии вряд ли произойдет, необходимо еще решить ряд проблем, связанных с производством и эксплуатацией специальных энергоустановок, снизить их стоимость. Когда технологические барьеры будут преодолены, водородная энергетика выйдет на новый уровень и, возможно, будет так же распространена, как сегодня традиционная или гидроэнергетика.
- Блог компании Toshiba
- Энергия и элементы питания
- Экология
Дешевый водород и электричество из пара: новости материаловедения
Ученые ФИЦ угля и углехимии Сибирского отделения РАН в Кемерове создали способ получения водорода окислением частиц алюминия в воде под воздействием лазерного излучения. На такую технологию нужно вдвое меньше энергии, чем при получении водорода с помощью электролиза, сообщает ТАСС. При этом побочный продукт, оксид алюминия, можно использовать для производства адсорбентов и керамических материалов.
В МГУ разработали новые материалы для детекторов радиоактивного излучения
Сотрудники факультета наук о материалах МГУ синтезировали ряд новых соединений из числа гибридных галогенидов меди и предложили альтернативные пути кристаллохимического дизайна новых эффективных люминофоров и материалов для детекторов ионизирующих излучений, сообщает сайт Московского госуниверситета. Варианты практического применения открытия находятся в разработке.
Создан наноматериал, использующий пары воды в воздухе для электрогенерации
Американские физики разработали пористый наноматериал, способный использовать пары воды в воздухе для непрерывного производства электрической энергии наподобие того, как это делают некоторые почвенные микробы, сообщает ТАСС. Такие источники электроэнергии способны постоянно вырабатывать несколько киловаттов при достаточно компактных размерах генератора.
«Гиредмет» разработает технологию прямого получения электричества из водорода
В «Гиредмете» приступили к разработке технологии прямого получения электричества из водорода, без сжигания газа. Топливный элемент проектируемых установок — «сэндвич» из редкоземельных элементов. Эти «сэндвичи», утверждают ученые, будут обладать одним из самых высоких КПД — до 60 %.
В октябре 2020 года правительство утвердило план «Развитие водородной энергетики в РФ до 2024 года», 5 августа 2021 года — концепцию ее развития, в соответствии с которой компания «Русатом Оверсиз» (интегратор «Росатома» по развитию коммерческих водородных проектов) приступила к пилотному проекту организации на Сахалине производства водорода. А значит, в России появится собственное производство низкоуглеродного топлива для внутреннего рынка и для экспорта в Азию.
Эффективное преобразование
Но получить водород в необходимых объемах — это полдела. Для преобразования его в энергию, главным образом электрическую, требуются эффективные и доступные потребителям технологии. В «Росатоме» эту задачу поручили Государственному научно-исследовательскому и проектному институту редкометаллической промышленности («Гиредмет»).
В 2022 году институт выиграл субсидию Минпромторга РФ для реализации проекта технологии производства энергетических установок на базе собственных среднетемпературных твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), которые позволят извлекать энергию из водорода напрямую, минуя тепломеханическое преобразование: сжигание газа, получение пара с последующей подачей на турбину. Проект реализуется при финансовой поддержке «Росатома» в сотрудничестве с частным учреждением «Наука и инновации», Институтом химии твердого тела Уральского отделения РАН, Центральным научно-исследовательским институтом черной металлургии им. Бардина и Российским химико-технологическим университетом им. Менделеева.
«Классический подход к выработке энергии из сгорания топлива осуществляется через преобразование механической энергии в электрическую, что происходит, например, в дизельных генераторах. В нашем подходе речь идет о прямом преобразовании энергии. Механизм схож с работой обычной батарейки: в системе присутствует катод, анод и электролит, разница в том, что в качестве топлива или реагентов с одной стороны электролита подается водородное или углеводородное топливо, с другой — воздух или другой окислитель. При протекании реакции вырабатывается электричество, а ее продуктом является вода. Одна из главных задач проекта энергетических установок на среднетемпературных ТОТЭ — локализация технологической базы в России. Среднетемпературные топливные элементы мы выбрали потому, что на данный момент эта технология позволяет снимать максимальные плотности мощности, а снижение температуры до 600–700 °C по сравнению с высокотемпературными ТОТЭ позволит увеличить срок службы устройств», — поясняет начальник управления материалов и технологий четвертого энергетического перехода «Гиредмета» доктор химических наук Максим Ананьев.
Устройство, разрабатываемое учеными, рассматривается как основной узел стационарных энергетических установок. Помимо очевидной экологичности, они будут обладать одним из самых высоких КПД — до 60 % (КПД паровой турбины не превышает 45 %). Топливный элемент — это своего рода сэндвич, в каждом слое которого присутствуют те или иные редкоземельные элементы.
Партнерский подход
«Мы активно взаимодействуем с департаментом металлургии и материалов Минпромторга для разработки сплавов, которые будут служить основой топливного элемента. С нашими партнерами уже создан ряд функциональных материалов. Сейчас мы находимся на этапе отработки технологии изготовления первой ячейки топливного элемента», — рассказывает руководитель проекта лаборатории технологий и материалов «Гиредмета» Илья Волков.
К созданию производства энергетических установок на среднетемпературных ТОТЭ в промышленных масштабах планируется привлечь внеотраслевых индустриальных партнеров, что, среди прочего, позволит нивелировать риски при выводе решения на рынок и минимизировать использование инвестиционных ресурсов «Росатома». После получения опытных образцов топливных элементов потребуется промышленная база для перехода к производственной фазе, который смогут обеспечить компании-партнеры.
«Ряд крупных компаний уже проявил заинтересованность в проекте, с некоторыми подписаны договоры о сотрудничестве и разработаны дорожные карты. Поскольку топливный элемент является хоть и критически важной, но все-таки частью такой комплексной и сложной системы, как энергетическая установка, ее создание начнется только в сотрудничестве с одним или несколькими партнерами», — уточняет руководитель направления частного учреждения «Наука и инновации» Азат Норов.
На данный момент проект проходит стадию научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. По завершении их и полного цикла опытно-промышленных испытаний предполагается организовать мелкосерийное производство водородных станций для оценки эффективности в реальных условиях. План-график создания технологии и вывода продукта на рынок составлен до 2028 года, но по условиям получения субсидии Минпромторга «Гиредмет» уже в 2025 году должен начать продавать водородные среднетемпературные твердооксидные топливные элементы собственной разработки.
СПРАВКА
Водород — наиболее распространенный элемент на поверхности Земли и в космосе. Одноатомная форма водорода — самое распространенное химическое вещество во Вселенной: примерно 75 % всей барионной массы. Теплота его сгорания на единицу массы в 2,5 раза превосходит калорийность природного газа, а продуктом сгорания являются пары воды. Водородная энергетика может рассматриваться как безуглеродная, если для производства водорода использована атомная генерация или энергия возобновляемых источников.