TY - JOUR

T1 - ВОДОРОДНО-МЕТАНОЛЬНЫЕ ТОТЭ ДЛЯ ТРАНСПОРТА

AU - Щеклеин, Сергей Евгеньевич

AU - Дубинин, Алексей Михайлович

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Обсуждалась возможность создания энергетической установки с высокотемпературными топливными элементами, которая работает на водородосодержащей газовой смеси (синтез-газ), получаемой в требуемых для работы двигателя небольших объемах из жидкого топлива - метанола. В этом случае снимаются все проблемы, связанные с необходимостью получения, хранения и транспортировки водорода, так как темпы его образования и потребления двигателем равны. Рассмотрена энергетическая установка мощностью 10 кВт, где прямое преобразование энергии химической реакции окисления водорода в аноде ТОТЭ в электрическую энергию происходит на базе продуктов воздушной конверсии метанола в каталитической горелке с использованием алюминий-никелевых катализаторов. Метанол сначала поступает в котел-утилизатор для нагрева до кипения и испарения, далее в парообразном виде - в каталитическую горелку, куда поступает и нагретый в котле-утилизаторе воздух. При коэффициенте расхода воздуха, равном 0,5, происходит конверсия метанола с образованием синтез-газа. Затем синтез-газ охлаждается с 988 °С до 700 °С воздухом, подаваемым в катодный канал. Воздух нагревается с 20 °С до 600 °С. Синтез-газ поступает в анодный канал, из которого водород диффузией поступает в анод, где окисляется кислородом воздуха, подаваемого в катодный канал. Продукты окисления водорода выходят в анодный канал. Продукты из анодного канала и обедненный кислородом воздух из катодного канала поступают в котел-утилизатор, где окисляется не поступивший в анод водород и содержащийся в синтез-газе оксид углерода. Теплота окисления используется на подогрев первичного воздуха и испарение метанола. Приведен физико-химический анализ энергетической эффективности установки с высокотемпературными топливными элементами, работающей на синтез-газе, получаемом в каталитическом процессе непосредственно в автомобиле из жидкого топлива - метанола. Полученная энергия используется для двигателя электромобиля. Электрический КПД установки равен 42,1 %, что по энергетической эффективности соответствует уровню лучших современных двигателей внутреннего сгорания.

AB - Обсуждалась возможность создания энергетической установки с высокотемпературными топливными элементами, которая работает на водородосодержащей газовой смеси (синтез-газ), получаемой в требуемых для работы двигателя небольших объемах из жидкого топлива - метанола. В этом случае снимаются все проблемы, связанные с необходимостью получения, хранения и транспортировки водорода, так как темпы его образования и потребления двигателем равны. Рассмотрена энергетическая установка мощностью 10 кВт, где прямое преобразование энергии химической реакции окисления водорода в аноде ТОТЭ в электрическую энергию происходит на базе продуктов воздушной конверсии метанола в каталитической горелке с использованием алюминий-никелевых катализаторов. Метанол сначала поступает в котел-утилизатор для нагрева до кипения и испарения, далее в парообразном виде - в каталитическую горелку, куда поступает и нагретый в котле-утилизаторе воздух. При коэффициенте расхода воздуха, равном 0,5, происходит конверсия метанола с образованием синтез-газа. Затем синтез-газ охлаждается с 988 °С до 700 °С воздухом, подаваемым в катодный канал. Воздух нагревается с 20 °С до 600 °С. Синтез-газ поступает в анодный канал, из которого водород диффузией поступает в анод, где окисляется кислородом воздуха, подаваемого в катодный канал. Продукты окисления водорода выходят в анодный канал. Продукты из анодного канала и обедненный кислородом воздух из катодного канала поступают в котел-утилизатор, где окисляется не поступивший в анод водород и содержащийся в синтез-газе оксид углерода. Теплота окисления используется на подогрев первичного воздуха и испарение метанола. Приведен физико-химический анализ энергетической эффективности установки с высокотемпературными топливными элементами, работающей на синтез-газе, получаемом в каталитическом процессе непосредственно в автомобиле из жидкого топлива - метанола. Полученная энергия используется для двигателя электромобиля. Электрический КПД установки равен 42,1 %, что по энергетической эффективности соответствует уровню лучших современных двигателей внутреннего сгорания.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=45765162

U2 - 10.15518/isjaee.2020.19-24.19-30

DO - 10.15518/isjaee.2020.19-24.19-30

M3 - Статья

SP - 19

EP - 30

JO - Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология"

JF - Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология"

SN - 1608-8298

IS - 19-24 (342-347)

ER -