ИСТИНА

Быстрое развитие энергоустройств, основанных на преобразовании химической энергии в электрическую и сосудов высокого давления для хранения водорода определяют повышенный интерес к разработке новых эффективных систем для хранения и подачи водорода. Интерметаллические гидриды рассматриваются в качестве одного из основных кандидатов в материалы для твердотельного хранения водорода. Большой выбор легирующих металлов для базовых интерметаллидов типа LaNi5 или TiCr2 позволяет варьировать выходное давление водорода из системы хранения в широких пределах даже при использовании низкопотенциального теплоносителя (t<100°C). Использование правильно выбранных пар интерметаллических гидридов позволит разрабатывать устройства для компримирования водорода до давления 80 МПа. Целью настоящего проекта является моделирование передовых систем хранения и подачи водорода с широким диапазоном выходных давлений с использованием низкопотенциального теплоносителя на основе кооперации научных коллективов стран БРИКС, включая Индию, Китай и Россию. Россия - МГУ имени М.В.Ломоносова (MSU) будет заниматься разработкой составов и исследованием водородсорбционных характеристик материалов для хранения водорода, используя возможности собственной уникальной установки для измерения Р-С-Т-изотерм при давлении до 250 МПа. Выбор составов сплавов будет осуществляться на основе статистической модели прогноза, разработанной ранее в МГУ. Также, будут проведены расчеты и исследования теплопереноса в слоях металлогидридов. Китай - Научно-исследовательский институт редкоземельных элементов Баотоу (BRIRE) сосредоточится на разработке производственной технологии исходных сплавов, базируясь на данных, полученных в MSU. Индия – Индийский институт проектирования и изготовления информационных технологий Курноол (IIITDMK) предпримет разработку тепловой модели для прогноза функционирования металлогидридной системы хранения и сжатия водорода. На основе моделирования и анализа теплопередачи будут развиты и утверждены теплоэффективные решения. Надлежащие методы теплопередачи будут выбраны на основе модельных результатов. На основе результатов исследования будет разработана и изготовлена модель системы хранения и сжатия водорода. Водородное сжатие будет осуществляться за счет низкопотенциального теплоносителя (T~90°C). Будет изучена производительность системы сжатия и полная системная эффективность.

The rapid development of energy devices based on the conversion of chemical energy into electrical energy and high pressure vessels for hydrogen storage determine the increased interest in the development of new efficient systems for the storage and supply of hydrogen. Intermetallic hydrides are considered as one of the main candidates for materials for solid-state hydrogen storage. A large selection of alloying metals for basic intermetallic compounds such as LaNi5 or TiCr2 makes it possible to vary the hydrogen output pressure from the storage system over a wide range even when using low-grade heat-transfer agent (t <100 ° C). The use of correctly selected pairs of intermetallic hydrides will allow the development of devices for hydrogen compression to a pressure of 80 MPa. The aim of this project is to simulate advanced storage and supply systems for hydrogen in a wide output pressure range using low-grade coolant based on the cooperation of research teams from the BRICS countries, including India, China and Russia. Russia - Lomonosov Moscow State University (MSU) will be engaged in the development of compositions and the study of the hydrogen absorption characteristics of materials for hydrogen storage, using the capabilities of its own unique installation for measuring PC isotherms at pressures up to 250 MPa. The choice of alloy compositions will be made on the basis of the statistical forecast model developed earlier at MSU. Also, calculations and studies of heat transfer in the metal hydride beds will be carried out. China - The Baotou Rare Earth Elements Research Institute (BRIRE) will focus on the development of manufacturing technology for the original alloys, based on data from MSU. India - The Indian Institute of Information Technology Design and Manufacturing Cournool (IIITDMK) will undertake the development of a thermal model for predicting the operation of a metal hydride hydrogen storage and compression system. Based on modeling and analysis of heat transfer, heat-efficient solutions will be developed and approved. Appropriate heat transfer methods will be selected based on model results. Based on the results of the study a model hydrogen storage and compression system will be developed and manufactured. Hydrogen compression will be carried out due to low-grade coolant (T ~ 90 ° C). Compression system performance and overall system efficiency will be examined.

На первом этапе будут созданы актуализированные базы термодинамических данных для сплавов АВ5-, АВ2- и ОЦК-типов. Будут получены РС-изотермы абсорбции/десорбции водорода и рассчитаны термодинамические параметры реакций с водородом для актуализации баз данных. Будут определены модели теплопереноса в слоях модельных сплавов Будут сделаны доклады на международных конференциях и подготовлены статьи для публикации

Лабораторией энергоемких и каталитически активных веществ МГУ работы по синтезу и исследованию физико-химических свойств гидридов металлов, сплавов и ИМС проводятся с 1980 г. По материалам этих исследований защищено 19 кандидатских диссертаций и одна докторская диссертация, опубликовано более 250 научных работ. Для целого ряда сплавов и ИМС титана, циркония, магния, РЗМ изучены диаграммы состояния с водородом, кинетические и термодинамические характеристики реакции абсорбции и десорбции водорода. Разработаны оригинальные методики для изучения фазовых превращений и синтеза гидридов в условиях высоких газовых и квазигидростатических давлений в температурном интервале -100–550°С. Синтезированные гидриды исследуются методами РФА, ДТА, калориметрии, нейтронографии, проводятся измерения электрических и магнитных характеристик. Участники проекта из ОИВТ РАН имеют огромный опыт разработки энергетических установок для водородной энергетики и исследования процессов теплопереноса в них.

Впервые в мире будет разработан научно обоснованный алгоритм выбора и оптимизации составов сплавов для металлогидридных систем хранения и подачи водорода с широким диапазоном выходных давлений. Будет создана и опробирована демонстрационная модель такой системы. Будут разработаны оптимизированные методики приготовления исходных сплавов.