Перспективные водородные энергоустановки и накопители энергии

В 2019 г. выполнен широкий спектр исследований процессов, происходящих в перспективных водородных энергоустановках и накопителях энергии. Разработаны газогидравлическая и электрическая схемы экспериментальной энергоустановки с водородным накопителем энергии. Создан водородный накопитель энергии H2Smart с металлогидридным реактором хранения водорода воздушного охлаждения. Разработаны комплекты эскизной конструкторской документации на энергоустановку. Создана экспериментальная энергоустановка, и проведены испытания на мощностях до 1 кВт. Разработаны экспериментальные образцы новых анодных материалов для топливных элементов. Выполнены исследования водородсорбционных и электрохимических характеристик полученных материалов. Проведены экспериментальные исследования образцов металлогидридов с высокотеплопроводными добавками и в виде композитных компактов. В результате выполненных исследований показано, что наибольший эффект по улучшению теплообмена в металлогидридных засыпках достигается при использовании сплошных матриц из пенометаллических материалов, при этом происходят некритичные изменения водородсорбционных свойств засыпки. Показано, что композитные компакты, изготовленные с помощью прессования засыпок с пенометаллическими матрицами, с одной стороны, обладают более высокой эффективной теплопроводностью, но с другой стороны, прессование вызывает значительные изменения водородсорбционных характеристик (снижение равновесного давления, увеличение угла наклона плато) из-за невозможности релаксации внутренних напряжений, также при прессовании затрудняется диффузия водорода в металлогидриде. Разработана конструкторская документация на камеру смешения водородного парогенератора тепловой мощностью до 200 кВт, проведены экспериментальные исследования. Установлено, что наиболее высокая полнота сгорания (99,94%), при стехиометрическом соотношении компонентов, обеспечивается при отсутствии непосредственного смешения высокотемпературных продуктов сгорания с балластировочным компонентом, а использование перегреваемого пара для охлаждения обеспечивает оптимальный перегрев и минимальную неравномерность поля температур на выходе из пароперегревателя. Показано, что использование водородного пароперегревателя для перегрева пара вторичного вскипания обеспечивает общее повышение КПД бинарной геотермальной станции на 4 - 7%.