Специалисты Сахалинского государственного университета разрабатывают прототип модульного топливного элемента с
разборной конструкцией на основе титановых биполярных пластин. Такое решение позволит заменять мембранно-электродный блок без повреждения наиболее ценного узла установки.
В отличие от сварных зарубежных аналогов, которые могут полностью выйти из строя при неисправности, новая архитектура предусматривает возможность ремонта и замены отдельных компонентов. Герметичность прототипа рассчитана на давление до 2 атмосфер, а
срок службы уплотнительных элементов должен превысить 10 тыс. часов непрерывной эксплуатации.
Для оптимизации газовых и охлаждающих каналов исследователи применяют вычислительное гидродинамическое моделирование. Планируется обеспечить
однородность распределения тепла не менее 90%, снизить риск локальных перегревов и повысить надёжность оборудования.
Отдельное внимание уделено проблеме водородного охрупчивания металла. На титановые пластины толщиной до 3 мм нанесены специальные покрытия, препятствующие проникновению водорода в структуру материала и его последующему разрушению. Технология находится на
уровне готовности TRL 4–5 — между лабораторным образцом и испытаниями в условиях, приближенных к промышленным.
Предполагается, что новые топливные элементы смогут применяться на карьерных самосвалах, железнодорожном и морском транспорте, в системах автономного энергоснабжения удалённых и арктических территорий, а также в качестве резервных источников энергии на промышленных предприятиях.
Как отметил исполняющий обязанности ректора СахГУ А. Огнев, разработка отечественного разборного топливного элемента направлена на
формирование независимых водородных технологий, адаптированных к различным климатическим условиям и обладающих высокой ремонтопригодностью. Сахалинская область, развивающая пилотный водородный кластер, рассматривается как площадка для внедрения таких решений.
Вопросы подготовки инженерных кадров для водородной энергетики планируется обсудить на международном форуме «Энергия Сахалина». К дискуссии предполагается привлечь представителей университета, работодателей и органов власти.
Работы ведутся в рамках стратегического проекта программы «Приоритет 2030» при поддержке гранта Российского научного фонда. По итогам проекта планируется подготовить
комплект конструкторской и технологической документации и создать три опытных экземпляра топливного элемента.
Индустриальными партнёрами проекта выступают группа компаний «ИнЭнерджи», Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН и компания «Инженерная Среда Трансфера Образовательных Компетенций».
Сахалинская область реализует проект по формированию водородного кластера с 2020 года. Сахалинский государственный университет участвует в инициативе как один из научных центров, занимающихся разработкой технологий для низкоуглеродной энергетики.
Источник:
Neftegaz.RU