Выполнение составных частей научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы «Разработка технологии и изготовление образца металлогидридной установки для аккумулирования водорода. Этап 2024-2025гг.»

Реорганизация энергетического сектора на основе принципов энергетической безопасности, экономической эффективности, защиты окружающей среды и надежности требует создания надежных систем хранения энергии. Наиболее развитые страны мира, включая и Россию, признают возможности использования энергетических систем, работающих на основе водорода, для дальнейшего развития инновационных чистых и энергоэффективных технологий. Водород – чистый и эффективный промежуточный энергоноситель. Благодаря наивысшей удельной массовой плотности энергии он может эффективно применяться в системах хранения энергии, включая долговременное и крупномасштабное аккумулирование, что недоступно для технологий на основе химических источников тока (аккумуляторов). Одним из способов аккумулирования водорода является твердофазное обратимое хранение в гидридах металлов. Некоторые металлы и сплавы взаимодействуют с водородом Me + xH2 = MeH2x при условиях, близких к нормальным, при этом плотность расположения атомов водорода в кристаллической решетке может превышать плотность жидкого водорода. Использование металлогидридов превосходит по энергетической эффективности системы на основе сжатого и жидкого водорода за счет отсутствия необходимости в использовании высоких давлений (до 70 МПа) и низких температур (до 20 К) и возможности работы за счет низкопотенциальной тепловой энергии (менее 100 °С). Хранение водорода в связанном состоянии при низких давлениях (менее 1 МПа) многократно повышает безопасность систем аккумулирования водорода, что позволяет снизить эксплуатационные расходы и требования к подготовке и квалификации обслуживающего персонала. За счет селективного поглощения водорода металлогидриды позволяют обеспечивать потребителей газом высокой чистоты, кроме того, металлогидриды позволяют осуществлять безмашинную компрессию водорода. В ближайшей перспективе видится востребованность водородных систем аккумулирования энергии малой и средней мощности, а именно емкостью до 50 кВт·ч и мощностью до 20 кВт (э) для сглаживания суточных колебаний генерации возобновляемых источников энергии в автономных и распределенных энергосистемах, а также, в качестве резервных источников энергоснабжения объектов I категории надежности, таких как объекты телекоммуникации. Система хранения водорода емкостью не менее 30 норм. м3 является оптимальной для вхождения в состав водородной системы аккумулирования энергии, обеспечивая, в случае использования топливного элемента, до 50 кВт·ч электрической энергии. Выполнение настоящего проекта позволит создать отечественную высокоэффективную технологию аккумулирования водорода на основе обратимых гидридов металлов, работающую с использованием низкопотенциального тепла, и создаст научный задел для организации эффективного производства и аккумулирования высокочистого водорода на АЭС.