Исследование процессов, разработка и создание металлогидридной системы хранения и очистки водорода для энергоустановок на основе ТПТЭ киловаттного класса мощности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.01, кандидат технических наук Борзенко, Василий Игоревич

• Борзенко, Василий Игоревич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Борзенко, Василий Игоревич

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Металлогидридные технологии для энергетики. Современное

состояние вопроса

1.1 Технологии хранения водорода

1.1.1 Физические методы хранения водорода

1.1.2 Адсорбционные методы хранения водорода

1.1.3 Химические методы хранения водорода

1.2 Металлогидридные технологии хранения и очистки водорода

1.3 Особенности тепловых процессов при сорбции/десорбции водорода в металлогидридных пористых засыпках

1.4 Применение металлогидридных систем хранения и очистки водорода

3?

1.5 Выводы к главе 1

Глава 2. Создание комплексного экспериментального стенда. Методика

2.1 Общие требования к экспериментальному стенду

экспериментальных исследовании.

2.1 Общие требования к экспериме

2.2 Схема и состав оборудования комплексного экспериментального стенда

2.2.1 Система предварительной очистки водорода

2.2.2 Экспериментальная система тонкой очистки водорода

2.2.3 Реактор РХО-1 системы тонкой очистки водорода

2.2.4 Водородсодержащие материалы для системы тонкой очистки

2.3 Экспериментальная система хранения водорода

48

2.4. Система диагностики и управления

до

2.5. Технология подготовки газовых смесей

2.6. Измерение состава газа в реальном времени

53

2.7. Электрохимическии генератор

2.8. Оценка погрешностей основных измерении

60

2.9. Выводы к главе 2

Глава 3. Экспериментальные исследования процессов тепломассообмена.

Создание оптимизированных реакторов для систем очистки и хранения

3.1 Экспериментальные исследования процессов тепломассообмена при сорбции чистого водорода

3.2 Оценка коэффициента теплоотдачи к внешнему теплоносителю

3.3 Сравнение результатов экспериментов с результатами моделирования

3.4 Оптимизация конструкции металлогидридных реакторов с точки зрения улучшения тепломассообмена

3.5 Реактор рхо-3

3.6. Выбор новых водородсодержащих материалов для систем хранения и очистки

3.7 . Реактор системы хранения РХ-1

3.8 Выводы к Главе 3

Глава 4. Экспериментальные исследования системной интеграции ТПТЭ и металлогидридных устройств хранения и очистки водорода

4.1 Концепция интегрированной системы топливообеспечения

4.2 Испытания ТПТЭ с использованием баллонной системы хранения водорода

4.3 Испытания ТПТЭ с использованием металлогидридной системы хранения

92

водорода

4.3 Выводы к главе 4

Глава 5. Экспериментальные исследования процессов очистки водорода

5.1. Модернизация экспериментальной установки

5.2 Предварительные исследования и выбор способа очистки водорода

5.3 Автоматизация процесса очистки водорода

5.4 Оптимизация автоматического режима процесса очистки водорода

5.5 Влияние зависимости свободного объёма реактора от массового содержания водорода на характеристики процесса очистки

5.6 Эффект перераспределения водорода при релаксации процесса зарядки

5.7 Выводы к Главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процессов, разработка и создание металлогидридной системы хранения и очистки водорода для энергоустановок на основе ТПТЭ киловаттного класса мощности»

ВВЕДЕНИЕ

Первый элемент таблицы Менделеева - водород обладает уникальными физико-химическими свойствами, делающими его самым перспективным промежуточным энергоносителем для будущих нужд энергетики, химической технологии и транспорта. Действительно, самая высокая теплота сгорания, достаточно хорошая реакционная способность водорода, доступность в виде разнообразных соединений, в том числе в составе воды и углеводородов, позволяют разработку огромного числа технологий преобразования энергии в водород и обратного использования водорода в качестве топлива. Водород, как промежуточный энергоноситель, может быть использован в распределенных энергетических сетях, транспортных системах, системах автономного энергоснабжения на базе возобновляемых источников энергии и перспективных системах аккумулирования электроэнергии в централизованных сетях. Необходимость снижения нагрузки на мировую экосистему по мере роста потребления энергии, также, заставляет искать новые подходы к повышению эффективности производства и потребления энергии, что выводит водородные технологии на первое место в силу экологической чистоты процесса окисления

водорода.

Рост интереса к водородным энергетическим технологиям последнего времени, в большой степени связан с успехами в разработке и создании электрохимических генераторов (топливных элементов), преобразующих водород и кислород воздуха в электрическую энергию с высоким КПД. Из всех типов топливных элементов наиболее перспективными видятся системы на основе полимерэлектролитных ячеек (твердополимерные топливные элементы, ТПТЭ), характеризующиеся низкими рабочими температурами, высокой плотностью потока энергии в единичной ячейке и большим сроком службы при правильной эксплуатации. К настоящему времени в мире создано большое число успешных демонстрационных и промышленных систем на основе ТПТЭ, в том числе транспортных, однако дальнейшее развитие технологии сдерживается рядом технических проблем, где ключевой является проблема хранения водорода, как на борту транспортного средства, так и в стационарных энергетических установках.

Среди разрабатываемых новых технологий и устройств хранения водорода наиболее экономически приемлемыми и безопасными могут стать устройства и системы, основанные на использовании обратимых металлогидридов -интерметаллических соединений (ИМС), способных избирательно и обратимо

поглощать водород. При этом основная масса водорода в системе находится в связанном твердофазном состоянии, что обеспечивает повышенную безопасность при эксплуатации. Водород поглощается ИМС с отводом тепла и выделяется при нагреве, причем большой тепловой эффект реакции обеспечивает весьма сильную зависимость равновесного давления водорода над сплавом от температуры - для низкотемпературных систем оно может изменяться от долей атмосферы до величины порядка 1 МПа при изменении температур от 20 °С до 80-90 °С. Это позволяет обеспечить проведение процессов поглощения и выделения водорода за счет имеющихся в системе энергообеспечения ресурсов горячей и холодной воды и осуществить безмашинное компримирование газообразного водорода за счет использования низкопотенциального тепла потерь в топливном элементе. Поскольку ИМС избирательно поглощают только водород, в циклическом процессе сорбции/десорбции осуществляется очистка водорода от примесей. Для низкотемпературных гидридов ИМС весовое содержание водорода в металлогидридах относительно невелико (1-2%), но объемная плотность (более 75 кг Н2/м3) превышает плотность жидкого водорода. По низшей теплоте сгорания это соответствует более 2,5 МВт-ч/м3 среды хранения энергии. Поэтому металлогидридные системы очистки и хранения водорода на основе низкотемпературных гидридов весьма перспективны для создания систем аккумулирования энергии для стационарных энергоустановок, в том числе на основе возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

В активированном состоянии металлогидриды в реакторах сорбции/десорбции водорода являются мелкодисперсным порошком с характерными размерами частиц примерно 1-10 мкм с низкой эффективной теплопроводностью среды (0,11 Вт/м-К), зависящей от давления водорода и концентрации поглощенного водорода частицами сплава. Реакция сорбции/десорбции водорода сопровождается большим тепловым (20-70 кДж/моль Н2) и объемным эффектами. Основным лимитирующим процессом, определяющим эффективность работы металлогидридных реакторов, является тепломассоперенос в металлогидридной засыпке при сорбции/десорбции. Теория тепломассообмена в мелкодисперсных средах при наличии фазовых превращений и реакции сорбции/десорбции, учитывающая размерные и масштабные эффекты, в настоящее время отсутствует. В этой связи важнейшими задачами становятся экспериментальные исследования процессов тепломассопереноса в реакторах и разработка эффективных методов их математического моделирования и инженерных методик оптимизации конструктивных решений.

Другой, не менее важный класс научных и технических задач, связан с разработкой, эффективных технологий системной интеграции металлогидридных устройств для хранения и очистки водорода с энергоустановкой на основе ТПТЭ с учетом требований потребителей энергии (график потребления, требуемая электрическая и тепловая мощность), а также с источниками водорода. Для таких систем необходима оптимизация как схемы автономной энергоустановки в целом, так и режимов работы ее агрегатов, исходя из графиков электрической и тепловой нагрузки конкретных потребителей. Исходя из вышеизложенных научно-технических барьеров на пути развития технологии, целями работы являются:

1. Разработка и создание комплексного экспериментального стенда для проведения исследований процессов тепломассопереноса в металлогидридных реакторах систем хранения и очистки водорода и проблемы системной интеграции металлогидридных устройств с энергоустановкой киловаттного класса мощности на основе ТПТЭ.

2. Исследование особенностей тепломассопереноса в металлогидридных реакторах при сорбции и десорбции чистого водорода и водорода с примесями и создание экспериментальных образцов реакторов производительностью до 3 н.м3/ч и емкостью до 12 н.м3.

3. Исследование особенностей системной интеграции металлогидридных устройств хранения и очистки водорода с энергоустановками киловаттного класса мощности на основе ТПТЭ и создание экспериментальной системы хранения и очистки водорода для топливообеспечения энергоустановок на основе электрохимических генераторов.

При выполнении работы получены следующие новые научные результаты: •Разработан и создан комплексный экспериментальный стенд, позволяющий проводить исследования, как тепловых процессов в металлогидридных реакторах различных типов и масштабов, так и проблем системной интеграции металлогидридных устройств с энергоустановками киловаттного класса мощности на основе ТПТЭ.

•Выполнен комплекс исследований тепловых процессов в металлогидридных реакторах при сорбции и десорбции водорода и разработана оригинальная методика экспериментов, основанная на инструментальном ограничении расхода водорода. Впервые определены различные режимы зарядки металлогидридных реакторов и установлены условия реализации оптимальных режимов.

•Разработаны конструкции и изготовлены экспериментальные образцы металлогидридных реакторов для систем очистки и хранения водорода. Проведены их успешные испытания и определены оптимальные режимы работы. •Впервые исследованы особенности тепловых процессов в металлогидридных средах, связанные с наличием неабсорбируемых газовых примесей в водороде и предложена технология глубокой очистки водорода путем циклирования давления в реакторах. Изучены основные факторы, лимитирующие потери водорода при очистке, и эффективность процессов очистки водорода.

•Впервые исследованы основные проблемы системной интеграции металлогидридных устройств очистки и хранения водорода с промышленной энергоустановкой и создана интегрированная с ТПТЭ система топливообеспечения. Определены основные источники потерь и направления оптимизации структурной схемы системы топливообеспечения.

•Впервые разработаны и практически реализованы алгоритмы работы автоматической системы управления технологическими процессами для металлогидридных систем очистки водорода, в том числе, в составе энергоустановки на основе ТПТЭ мощностью до 5 кВт.

Практическая значимость полученных результатов состоит в создании научно-технических основ технологии водородного аккумулирования энергии с использованием металлогидридных устройств для автономных систем энергообеспечения киловаттного класса мощности, разработке оригинальных конструктивных решений для стационарных систем хранения и очистки водорода, допускающих масштабирование, которые могут быть практически использованы при создании систем обеспечения различных технологических процессов высокочистым водородом в микроэлектронной, фармацевтической, пищевой и

ряде других отраслей.

Достоверность результатов работы обусловлена результатами детальных экспериментальных исследований процессов тепломассопереноса в металлогидридных системах, экспериментальными исследованиями интегрированных систем и сопоставлением с теоретическими расчетами процессов тепломассопереноса в разработанных металлогидридных аккумуляторах. Автор защищает:

1. Разработку и создание комплексного экспериментального стенда для исследований процессов тепломассопереноса в металлогидридных средах и процессов системной интеграции металлогидридных устройств хранения и

очистки водорода с ТПТЭ, включающего все основные элементы перспективных металлогидридных систем топливо и -энергообеспечения автономных объектов киловаттного класса мощности.

2. Методику экспериментальных исследований процессов в металлогидридных реакторах, основанную на аппаратном ограничении расхода водорода.

3. Результаты фундаментальных экспериментальных исследований процессов тепломассопереноса в мелкодисперсных металлогидридных средах при сорбции и десорбции чистого водорода и с газовыми примесями.

4. Разработку и реализацию алгоритма работы АСУ ТП в металлогидридной системе хранения и очистки водорода интегрированной с ТПТЭ.

5. Разработанные конструкции и результаты испытаний экспериментальных образцов металлогидридных реакторов хранения и очистки водорода производительностью до 5 н.м3/ч и емкостью по водороду до 15 н.м3.

6. Результаты исследований особенностей системной интеграции металлогидридных устройств и энергоустановок на основе ТПТЭ киловаттного класса мощности в автономные системы энергообеспечения и предложения по оптимизации основных схемных и конструктивных решений.

Все перечисленные выше результаты получены автором лично или при его определяющем участии. Материалы диссертации были представлены на:

• 11-ой Международной конференции по чистой энергетике, 2-5 ноября 2011 г., Тайчунг, Тайвань.

»XVIII Школе -семинаре «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в новых энергетических технологиях», 23-27 мая 2011 г., Звенигород.

»Юбилейной научной конференции, посвященной 50-летию ОИВТ РАН, Москва, сентябрь 2011 г.

»18-ой Всемирной конференции по водородной энергетике, 16-21 мая 2010 г., Эссен, Германия.

•II Международной выставке и конференции «Технологии хранения водорода», 2829 октября 2009 г., Москва.

•Семинаре Соглашения по внедрению водорода Международного энергетического агентства (HIAIEA Task 17/22), Сакакоми лейк, Канада, 2-5 марта 2008 г.

•2-ом Международном конгрессе по водородной энергетике, Стамбул, Турция, 1519 июля 2007 г.

•Семинаре Соглашения по внедрению водорода Международного энергетического агентства (HIA IEA Task 17/22), Виндермере, Англия, 2-6 мая 2006 г.

•Международном симпозиуме по водородной энергетике. Москва, 1—2 ноября 2005 г.

•Конференции по технологиям хранения водорода Международного партнерства по водородной экономике, Лука, Италия, 19-22 июня 2005 г.

По теме диссертации опубликовано 18 работ, из них 2 входят в перечень ВАК, получено 2 патента. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Первая глава представляет собой обзор литературы, посвященной современному состоянию вопроса разработки и создания систем хранения и очистки водорода на основе металлогидридных технологий. Рассмотрены различные технологии хранения водорода, изложены физические основы технологии обратимого твердофазного хранения водорода (ОТХВ) в гидридах металлов и рассмотрены работы, связанные с исследованиями в области создания новых интерметаллических соединений для систем хранения и очистки водорода. Рассмотрены различные химические системы, пригодные в технологии ОТХВ, перспективы их практического применения. Отмечены как недостатки, в частности, низкое массовое содержание водорода, так и достоинства низкотемпературных металлогидридов (НМГ) на основе LaNi5, а именно, хорошая изученность свойств и удобство их модификации. Рассмотрены литературные источники по моделированию процессов тепломассообмена при сорбции/десорбции водорода в пористых засыпках НМГ и произведен выбор модели для сопоставления с результатами экспериментальных исследований. На основе литературных источников проанализированы возможные источники и состав примесей в водороде и проведена их классификация по степени отравляющего воздействия на НМГ. Рассмотрены различные технологии очистки водорода и сделан вывод о возможности построения универсальных стационарных систем хранения и очистки водорода на основе НМГ для использования совместно с ТПТЭ в энергоустановках резервного питания и в автономных энергоустановках на основе ВИЭ в качестве аккумулятора энергии.

Во второй главе приводится описание созданного комплексного экспериментального стенда (КЭС), предназначенного для решения следующих задач: исследования процессов тепломассообмена в металлогидридных пористых средах при сорбции чистого водорода, а также при наличии примесей во входящем газе и проверки выбранных математических моделей; экспериментального исследования режимов работы металлогидридных устройств

хранения и очистки водорода; исследования сорбирующих свойств различных НМГ; исследования особенностей совместной работы ТПТЭ и металлогидридной системы хранения водорода.

В третьей главе диссертации приводятся основные результаты экспериментальных исследований процессов тепломассообмена при сорбции/десорбции чистого водорода, их сравнения с результатами математического моделирования, описания конструкций нескольких типов созданных металлогидридных реакторов с оптимизированными теплообменными характеристиками и результаты их испытаний.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований системной интеграции ТПТЭ и созданных металлогидридных устройств хранения и очистки водорода, где были измерены основные интегральные характеристики энергоустановки, такие как потребляемая мощность (в пересчете на теплоту сгорания водорода), мощность батареи (стэка) ТПТЭ, общая мощность энергоустановки с учетом собственных нужд и инвертирования постоянного тока в переменный (220 В, 50 Гц) и соответствующие КПД.

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований процесса очистки водорода, описание созданной автоматической металлогидридной системы очистки водорода, использующей технологию схожую с методом коротко-цикловой адсорбции (КЦА), и приводится алгоритм её функционирования.

В заключении сформулированы основные результаты работы и выводы. Объем диссертации составляет 124 страницы, включая 72 рисунка, 11 таблиц и библиографию, содержащую 118 наименований.

Заключение диссертации по теме «Энергетические системы и комплексы», Борзенко, Василий Игоревич

5.7 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5

По результатам экспериментальных исследований процессов очистки водорода от неабсорбируемых газовых примесей была разработана и создана автоматическая металлогидридная система очистки водорода на основе трёх ранее разработанных и созданных в рамках данной работы реакторов РХО-3. Показано, что возможно построение алгоритма АСУ ТП для автоматизации процесса очистки по методу КЦА с использованием измерения давления и данных по изотермам сорбции, полученных для конкретной геометрии металлогидридного реактора и количества гидридообразующего материала. Последняя методика имеет свои преимущества, как с точки зрения эффективности очистки, уменьшения потерь водорода, так и с точки зрения простоты организации системы диагностики и управления при переходе от экспериментальной к демонстрационной или полупромышленной установке. В целях оптимизации автоматического режима очистки водорода была проведена серия экспериментов с увеличенными временами релаксации давления в свободном объёме, в которых, был подтвержден, предсказанный ранее в расчетной работе [69], эффект "перераспределения" ("redistribution" effect), связанный с появлением локальной десорбции при релаксации процесса сорбции в пористой металлогидридной засыпке. Полученный результат подтверждает фронтальный характер распространения процесса сорбции в пористой засыпке НМГ, свойственный работе аппаратов со стационарным зернистым слоем [118].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследования процессов, разработки и создания металлогидридной системы хранения и очистки водорода интегрированной с энергоустановкой на основе ТПТЭ киловаттного класса мощности можно сделать следующие основные выводы:

1. Создан комплексный экспериментальный стенд для исследований тепловых процессов в металлогидридных реакторах различных типов и масштабов и проблем системной интеграции металлогидридных устройств с энергоустановками на основе ТПТЭ, оснащенный всеми необходимыми вспомогательными системами и имеющий универсальное назначение для решения задач в области систем твердофазного обратимого хранения водорода. Разработана оригинальная методика экспериментов, основанная на аппаратном ограничении расхода водорода, и исследованы тепловые процессы в металлогидридных реакторах при сорбции и десорбции водорода. Определены различные режимы зарядки металлогидридных реакторов и установлены условия реализации оптимальных режимов, связанных с эффективностью отвода (подвода) тепла к микропористым засыпкам гидридообразующих материалов.

2. Разработаны конструкции, изготовлены и испытаны экспериментальные образцы металлогидридных реакторов с улучшенными динамическими характеристиками для систем очистки и хранения водорода, оптимизирована конструкция реакторов, как с точки зрения тепломасообмена, так и с точки зрения массогабаритных характеристик.

3. Исследованы особенности тепловых процессов в металлогидридных средах, связанные с наличием неабсорбируемых газовых примесей в водороде, предложена и реализована в автоматическом режиме технология глубокой очистки водорода от неабсорбируемых газовых примесей путем циклирования давления в реакторах. Изучены основные факторы, лимитирующие потери водорода при очистке и эффективность процессов очистки водорода. Сделан вывод об определяющей роли эффектов блокирования инертной примесью и эффекта перераспределения водорода при сорбции водорода с примесями неабсорбируемых газов.

4. Исследованы основные проблемы системной интеграции металлогидридных устройств очистки и хранения водорода с промышленной энергоустановкой и создана интегрированная с ТПТЭ система топливообеспечения, достигнутые значения времени автономной работы реактора хранения РХ-1 при снабжении водородом ТПТЭ превысили 3 ч. Определены направления оптимизации структурной схемы системы топливообеспечения, в частности, оправданность перенаправления потоков низкопотенциального тепла системы охлаждения ТПТЭ для нужд десорбции в металлогидридной системе хранения водорода.

5. Разработаны и практически реализованы алгоритмы работы АСУ ТП для металлогидридных систем очистки водорода, в том числе, в составе энергоустановки на основе ТПТЭ мощностью до 5 кВт, отличающиеся использованием явления наклона плато на Р-С-Т диаграмме гидридообразующего сплава и данных о давлении.

Работа выполнена в рамках:

Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» (Госконтракты №№ 02.447.12.5001 от 01 июля 2005 г., 02.516.11.6032 от 13 июня 2007 г., 02.516.11.6150 от 14 августа 2008 г., № 16.516.11.6052 от 28 апреля 2011 г., № 16.516.11.6103 от 19 июля 2011 г. и ДР-),

Программы фундаментальных исследований ОЭММПУ РАН Проектов РФФИ: 07-08-12181-офи; 06-08-01614-а; 05-02-08326-офиа Международного проекта IPHE: "Reversible Solid State Hydrogen Storage and Purification for РЕМ FC fuel supply"

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Борзенко, Василий Игоревич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Hydrogen, Fuel cell & Infrastructure Technologies Program. Multi-Year Research Development and Demonstration Plan. Planned program activities for 2003-2010. US Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy, Draft (June 3, 2003).

2. Winter C.-J., 2009. Hydrogen energy — Abundant, efficient, clean: A debate over the energy-system-of-change. // International Journal of Hydrogen Energy 34, S1-S52.

3. Elam C.C. Realizing the hydrogen future: the International Energy Agency's efforts to advance hydrogen energy technologies. // International Journal of Hydrogen Energy, 2003. 28(6): p. 601-607.

4. Baykara S.Z. Hydrogen as fuel: a critical technology? // Int. J. Hydrogen Energy, 2005, 30, p. 545—553.

5. Шпшьрайн Э.Э., Малышенко С.П., Кулешов Г.Г. Введение в водородную энергетику. //Москва: Энергоатомиздат, 1984.

6. Малышенко С.П., Назарова О.В. Аккумулирование водорода // Атомно-водородная энергетика и технология, Москва: Энергоатомиздат, 1988

7. Водород в металлах. Т.2. Прикладные аспекты. Ред. Г. Алефельц и И. Фелькль. Москва: Мир, 1981.

8. Гамбург Д.Ю., Семенов В.П., Дубовкин Н.Ф., Смирнова Л.Н.. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение: Справ, изд./. Под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. - М.: Химия, 1989 г., 672 с.

9. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. Киев: Наукова дум-ка, 1984.

10. Irani R.S. Hydrogen Storage: High-Pressure Gas Containment. MRS Bulletin September 2002 27, pp 680-682.

11. Тарасов Б.П., Потоцкий M.B., Яртысъ В.А. Проблема хранения водорода и перспективы использования гидридов для аккумулирования водорода.// Рос.хим.ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2006, т. L, №6, с. 34-48.

12. Энциклопедия газовой промышленности. Изд-е 4ое. Под ред. проф. К. С. Басниева. М., АО «Твант», 884 с.

13. Zuttel A. Materials for hydrogen storage.// Materials Today, Volume 6, Issue 9, September 2003, p. 24-33.

14. Nijkamp, M. G., et al.lI Appl. Phys. A (2001) 72, p. 619.

15. Исаева В.И., Кустов Л.М. Металлоорганические каркасы - новые материалы для хранения водорода. .// Рос.хим.ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2006, т. L, №6, с. 56 - 72.

16. Мао W.L, Мао Н., Goncharov A.F., Struzhkin V.V., Guo Q, Ни J., Shu J., Hembley R.J., Somayaazulu M., Zhao Y. Hydrogen Clusters in Clathrate Hydrate// Science, 2002, v.297, p. 2247 - 2249.

17. Florusse L. J., Peters C. J. Schoonman J., Heister К. С., Koh C.A., Dec S.F., Marsh K.N., Sloan E.D. II Science, 2004, v.306, p. 469-471.

18. Chahine R., Bose Т.К., Veziroglu T.N., Derive C., Pottier J. 119th World Hydrogen Energy Conference. Hydrogen Energy Progress IX, 1993, v.2.

19. Young K. S. II Proc. Society of Automotive Engineers, 1991, 911703 (P-245), p. 69-72.

20. Young K. S. II Int. J. Hydrogen Energy, 1992, v. 17, # 7 , p.505-507.

21. Тарасов Б. П., Голъдгилегер Н. Ф. Моравский А.П. Водород содержащие соединения углеродных наноструктур: синтез и свойства. // Успехи химии, 2001, вып. 70, № 2, с. 149 -166.

22. Schur D.V, Tarasov В.Р., Zaginaichenko S. Yu. et.al. II Int. J. of Hydrogen Energy, 2002, v. 27, N10, p. 1063-1069.

23. Schur D.V., Tarasov B.P., Shul'ga Y.M., Zaginaichenko S.Yu., Matysina Z.A., Pomytkin A.P. //Carbon, 2003, v. 41, is. 7, p. 1331-1342.

24. Panella В., Hirscher M., Roth S. //Carbon, 2005, v. 43, is. 10, p. 2209-2214

25. Rosi N.L., Eckert J., Eddaoudi M., Vodak D.T., Kim J., O'Keeffe M., Yaghi O.M. II Science, 2003, v. 300, p. 1127-1129

26. James S. L.//Chem. Soc. Rev., 2003, v. 32, p. 276-288.

27. Papaefstathiou G. S., MacGillivray L. R.ll Coord. Chem. Rev., 2003, v. 246, p. 169-184.

28. Nijkamp M. G., Raayamakers J. E. M. J, Dillen A. J., Jong К. P.II Appl. Phys. A, 2001, v. 72, p. 619-623

29. Rowsell J. L. C„ Millward A. R., Park К S. Yaghi О. M. II J. Am. Chem. Soc., 2004, v. 126, N 18, p. 5666-5667.

30. Tarasov B.P., Fokin V.N., Moravsky A.P., Shul'ga Yu.M., Yartys' v.A. II J. of Alloys and Compounds, 1997, v. 253-254, p. 25-28.

31. Tarasov B.P. Hydrogen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides. II NATO Science Series II. Eds. N. Veziroglu et. al. The Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2002, v. 71, p. 283-290.

32. Tarasov B.P., Shul'ga Yu.M., Fokin v.N., Vasilets v.N., Shul'ga N.Yu., Schur D.V., Yartys V.A.11 J. of Alloys and Compounds, 2001, v. 314, N 1-2, p. 296-300.

33. Verbetsky V.N., Malyshenko S.P., Mitrokhin S.V., Solovey V.V., Shmal'ko Yu.F. Metal Hydrides: Properties and practical applications // Review of the works in CIS-countries. International Journal of Hydrogen Energy. 1998, V.23. No 12. P.l 165-1177.

34. Sandrock G., 1999. A panoramic overview of hydrogen storage alloys from a gas reaction point of view.// Journal of Alloys and Compounds 293-295, 877-888.

35. Uehara I., Sakai Т., Ishikawa H. The state of research and development for applications of metal hydrides in Japan. Journ. of Alloys and Compounds, v. 253-254 (1997) 635-641

36. Сплавы — накопители водорода. Справочное издание: Колачев Б.А., Шалин P.E., Ильин A.A. — М.: Металлургия, 1995 г

37. Тарасов Б.П., Бурнашева В.В., Потоцкий М.В., Яртысъ В.А. Методы хранения водорода и возможности использования металлогидридов // Альтернативная энергетика и экология. 2005. Т. 12. С. 14-37.

38. Rudman, P.S., Sandrock, G.D., Goodell, P.D., 1983. Hydrogen separation from gas mixtures using LaNi5 pellets.// Journal of the Less Common Metals 89, 437-446

39. Huston E.L., Sandrock G.D. Engineering properits of metal hydrides.// J. Less-Common Met, 74, 1980, p. 435-443.

40. Zhao Shuang*, Lin Qin, Chen Ning, Ma Li, Ye Wen. Calculation and prediction for the hydriding properties of LaNi5.x Mx alloys.// Journal of Alloys and Compounds 287, 1999, p. 5761.

41. Achard J.C., Percheron-Guegan A., Dias H., Briacourt F. Rare earth ternary hydrides. Hydrogen strage applications.// 2nd int. Congress on hydrogen in metals (Paris, 6-11 june 1977): Proc.-Pergamon Press., Oxford: 1978.

42. Van Vucht J.H.N., Kuijpers FA., Brüning H.C.A.M. Reversible room-temperature absorbtion of large quantities of hydrogen by intermetallic compounds.il Phlips Res. Repts., 1970, V. 25, P.133-140.

43. Kuijpers F.A., Van Mai H.H. Sorption hysteresis in the LaNi5-H and SmCo5-H systems.// J. Less-Common Met, 1971, V.23, P.395-398.

44. Bushcow K.H.J., Velge W.A.J.J. Phase relation and hydrogen absorbtion in the lanthanum-nickel system.// J. Less-Common Met., 1972, V.29, P.203-210.

45. Masahiro K. Hydrogen absorbtion and desorption by LaNi4.// Jap. J.Appl. Phys., 1977, V.16, №8, P.1477-1478.

46. Van Mai H.H. Stability of ternary hydrides and some applications.// Philips Res. Repts.Suppl, 1976, V.l, P. 1-88.

47. Van Mai H.H., Bushcow K.H..J., Miedema A.R. Hydrogen absorption in LaNi5 and related compounds: experimental observation and their explanation.// J. Less-Common Met, 1974, V.35, P.65-76.

48. Bushcow K.H.J., Van Mai H.H., Miedema A.R. Hydrogen absorption in intermetallic compounds of thorium.// J. Less-Common Met, 1975, V.42, P. 163-178.

49. Аккумулирование водорода. Атомно-водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып. 8. — М.: Энергоатомиздат, 1988. стр. 155—205.

50. Au М., Chen С., Ye Z., Fang Т., Wu J., Wang О. II 1996. The recovery, purification, storage and transport of hydrogen separated from industrial purge gas by means of mobile hydride containers. International Journal of Hydrogen Energy 21, 33-37.

51. Sandrock G.D., Goodell P.D. Cyclic life of metal hydrides with impure hydrogen: Overview and engineering considerations. // Journal of the Less Common Metals 1984. 104, 159-173.

52. Тарасов Б.П., Шилкин С.П. Взаимодействие интерметаллических соединений LaNi5 и СеСо3 с водородом в присутствии Аг, СН4 и С02 // Журнал неорганической химии. 1994. Т. 39. № 1.С. 18-22

53. Артемов В.И., Лазарев Д.О., Янъков Г.Г., Борзенко В.И., Дуников Д.О., Малышенко С.П. Влияние неабсорбируемых газовых примесей на процессы тепломассообмена в металлогидридных устройствах для аккумулирования и очистки водорода // Теплофизика высоких температур. 2004. Т. 42. № 6. С. 972

54. Тарасов Б.П., Шшкин С.П. Влияние 02, СО и S02 на водородсорбционные свойства интерметаллических соединений LaNi5 и СеСо3 // Журнал неорганической химии. 1995. Т. 40. № 5. С. 736-742.

55. Sandrock G.D., Goodell P.D., Surface poisoning of LaNi5, FeTi and (Fe,Mn)Ti by 02, Co and H20. // Journal of the Less Common Metals, 1980, 73, 161-168.

56. Lee M., et al. Thermal conductivity measurements of copper-coated metal hydrides (LaNi5, Ca0.6Mm0.4Ni5, and LaNi4.75A10.25) for use in metal hydride hydrogen compression systems] // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 7. P. 3185.

57. Mordkovich V.Z., Baichtock Y.K., Dudakova N.V., Korostyshevsky N.N., Sosna M.H. Comparative efficiency of using hydrides in industrial processes of hydrogen recovery and compression. // International Journal of Hydrogen Energy 1993, 18, P. 839-842.

58. Au M., Chen C., Ye Z., Fang Т., Wu J., Wang O. The recovery, purification, storage and transport of hydrogen separated from industrial purge gas by means of mobile hydride containers. // International Journal of Hydrogen Energy, 1996, 21, P. 33-37.

59. Lee M., et al. Thermal conductivity measurements of copper-coated metal hydrides (LaNi5, Ca0.6Mm0.4Ni5, and LaNi4.75A10.25) for use in metal hydride hydrogen compression systems] // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 7. P. 3185

60. Melnichuk M., Silina N., Peretti H.A. Optimized heat transfer fin design for a metal-hydride hydrogen storage container // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. №-8. P. 3417.

61. Askri F., et al. Optimization of hydrogen storage in metal-hydride tanks// International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 2. P. 897

62. MacDonald В., Rowe A. Impacts of external heat transfer enhancements on metal hydride storage tanks // International Journal of Hydrogen Energy. 2006: V. 31. № 12. P. 1721.

63. Hardy В., Anton D. Hierarchical methodology for modeling hydrogen storage systems. Part I: Scoping models // International Journal of Hydrogen Energy. 2009. V. 34. № 5. P. 2269.

64. Feldman E.P., Alexeev A.D., Melnik T.N., Gumen L.N. Kinetics of hydrogen desorption from a metal to a closed reservoir // Int. J. Hydrogen Energy, 2005, 30, p. 509—514.

65. Ram Gopal M., Srinivasa Murthy S. Prediction of heat and mass transfer in annular cylindrical metal hydride beds // Int. J. Hydrogen Energy, 1992, 17, #10, p. 795—805.

66. Fusheng Yang, Xiangyu Meng, Jianqiang Deng, Yiqi Wang, Zaoxiao Zhang. Identifying heat and mass transfer characteristics of metal hydride reactor during adsorption - Parameter analysis and numerical study. // International Journal of Hydrogen Energy, 2008. V. 33., p. 1014 - 1022.

67. Shmal'ko Yu.F., Kolosov V.I., Solovey V.V., Kennedy L.A. and S.A. Zelepouga. Mathematical simulation of heat and mass transfer processes in "metal hydride-hydrogen-gas impurities" systems. // Int. J. of Hydrogen Energy, 1998, Vol. 23, No 6. pp. 463 — 468.

68. Tsutomu Oi, Kohei Maki, Yoshinori Sakaki. Heat transfer characteristics of the metal hydride vessel based on the plate-fin type heat exchanger. // Journal of Power Sources 125, 2004, pp. 52-61.

69. Chernov I., Gabis I. Mathematical model of metal-hydride hydrogen tank with quick sorption//Journal of Alloys and Compounds. Vol. 509. 2011. p. 809-811..

70. Forde T., Nass E., Yartys V.A. Modelling and experimental results of heat transfer in a metal hydride store during hydrogen charge and discharge. // Int. J. of Hydrogen Energy Vol. 34, 12, 2009, pp. 5121-5130.

71. Mahmut D. Mat, Yuksel Kaplan. Numerical study of hydrogen absorption in an Lm-Ni5 hydride reactor. // Int. J. of Hydrogen Energy Vol. 26, 2001, pp. 957 - 963.

72. Asakuma Y., Miyauchi S., Yamamoto T., Aoki H., Miura T. Numerical analysis of absorbing and desorbing mechanism for the metal hydride by homogenization method // Int. J. Hydrogen Energy, 2003, 28, p. 529—536.

73. Askri F„ Jemni A., Ben Nasrallah S. Study of two-dimensional and dynamic heat and mass transfer in a metal—hydrogen reactor // International Journal of Hydrogen Energy, 2003, 28, p. 537—557.

74. Jemni A., Ben Nasrallah S., Lamloumi J. Experimental and theoretical study of a metal-hydrogen reactor. // Int. J. Hydrogen Energy, 1999, 24, p. 631—644.

75. Askri F., Jemni A., Ben Nasrallah S. Prediction of transient heat and mass transfer in a closed metal—hydride reactor // International Journal of Hydrogen Energy, 2004. 29. p. 195— 208.

76. Askri F., Jemni A., Ben Nasrallah S. Dynamic behavior of metal-hydrogen reactor during hydriding process // Int. J. Hydrogen Energy, 2004,29, p. 635—647.

77. Nakagawa T., Inomata A., Aoki H., Miura T. Numerical analysis of heat and mass transfer characteristics in the metal hydride bed // International Journal of Hydrogen Energy, 2000, 25, p. 339—350.

78. Inomata A., Aoki H., Miura T. Measurements and modeling of hydriding and dehydriding kinetics// Journal of Alloys and Compounds, 1998, 278, p. 103—109.

79. Mat M., Kaplan Y. Numerical study of hydrogen absorption in an La—Ni5 hydride reactor // International Journal of Hydrogen Energy, 2001, 26, p. 957—963.

80. Mayer U„ Groll M., Supper W. Heat and mass transfer in metal-hydride reaction beds: experimental and theoretical results. // J. Less-Common Metals, 1987, 131, p. 235—244.

81. Артемов B.K., Янъков Г.Г., Лазарев Д.О., Борзенко В.И., Дуников ДО., Малышенко С.П. Численное моделирование процессов тепломассообмена в металлогидридных аккумуляторах водорода: // Труды Третьей Российской национальной конференции по теплообмену. М.: Издательство МЭИ, 2002. Т.5. С. 157-165.

82. Лазарев ДО. Математическое и численное моделирование процессов тепломасоообмена в металлогидридных устройствах аккумулирования и очистки водорода // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках. Труды XIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. Академика РАН А.И. Леонтьева. М.: Издательство МЭИ, 2003.В 2-х т. Т.2. с. 391-396.

83. Лазарев ДО., Янъков Г.Г. О влиянии свободной конвекции на процессы тепло- и массообмена в металлогидридном аккумуляторе водорода // Вестник МЭИ, 2004. №1. стр. 18—23.

84. Artemov V.l., Yankov G.G., Lazarev D.O., Borzenko V.l., Dunikov D.O., Malyshenko S.P. Numerical Simulation of the Processes of Heat and Mass Transfer in Metal-Hydride Accumulators of Hydrogen // Heat Transfer Research, 2004, Vol. 35, Issue 1&2, p. 140-156.

85. Борзенко B.K, Дуников ДО., Лазарев ДО. Исследование процессов тепломассопереноса в экспериментальным металлогидридных реакторах // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках. XV Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева, 23—27 мая 2005 года: Сборник трудов. — М.: Издательство МЭИ — 2005. — Т.2. — С. 231-234.

86. Лазарев ДО. Математическое и численном моделирование процессов тепломассообмена в металлогидридных устройствах хранения и очистки водорода//Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М., 2006.

87. Артемов В.И., Боровских О.В., Лазарев ДО., Янъков Г.Г.. Численный анализ процессов тепломассопереноса в кожухотрубном металлогидридном аккумуляторе водорода на основе математической модели пористых сред/ // Вестник МЭИ. — 2008. — №1. —С. 63—73.

88. Артемов В.И., Боровских О.В., Лазарев ДО., Янъков Г.Г. и dp Основные факторы, ограничивающие скорость сорбции водорода в металлогидридных системах хранения // Международный симпозиум по водородной энергетике, 1—2 ноября 2005 года: Сборник трудов. —М.: Издательство МЭИ. — 2005. —С. 121-126.

89. Артемов В.И., Боровских О.В. и др. К оценке эффективности оребрения активного объема металлогидридного реактора // Тр. XVI Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках», 21—25 мая 2007 г., Санкт-Петербург: в 2 т. М.:Издательский дом МЭИ, 2007.

90. Фортов В.Е., Попелъ О.С. Энергетика в современном мире. Долгопрудный: Издательский дом "Интеллект", 2011. 168 с

91. да Роза А. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы: учебное пособие. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 704 с

92. Meher Kotay S., Das D., 2008. Biohydrogen as a renewable energy resource-Prospects and potentials.// International Journal of Hydrogen Energy 33, p. 258-263.

93. Yang F.S., Wang G.X., Zhang Z.X., Meng X.Y., Rudolph V. Design of the metal hydride reactors - A review on the key technical issues. // Int. J. Hydrogen Energy, v. 35, 8, 2010, p. 3832-384.

94. Cowey K, Green K.J., Mepsted G.O., Reeve R.. Portable and military fuel cells. // Current Opinion in Solid State and Materials Science, v. 8, i. 5, 2004, p. 367-371.

95. Развертывание опытной зоны и исследование вопросов применения энергоустановок на топливных элементах на объектах сети сотовой связи ОАО «Мобильные ТелеСистемы», отчет по НИР, ОАО Телеком, М. - 2008, Том 1. Системный проект, 798 с.

96. Gray A,. Webb C.J, Andrews J., Shabani В., Tsai P.J., Chan S.L.I. Hydrogen storage for off-grid power supply. // Int. J. Hydrogen Energy, v. 36, i. 1, 2011, p. 654-663.

97. Beaudin M., Zareipour H., Schellenberglabe A., Rosehart W. Energy storage for mitigating the variability of renewable electricity sources: An updated review. // Energy for Sustainable Development, v. 14, 2010, p. 302-314.

98. Kohl A., Nielsen R., 1997. Gas purification, 5th ed. Gulf Publishing Company, Houston, Texas.

99. Yun S., Ted Oyama S.. Correlations in palladium membranes for hydrogen separation: A review. // Journal of Membrane Science 375,, p. 28-45.

100. Hatlevik 0., Gade S.K., Keeling M.K, Thoen P.M., Davidson A.P., Way J.D. Palladium and palladium alloy membranes for hydrogen separation and production: History, fabrication strategies, and current performance.// Separation and Purification Technology 73, 2010, p.59-64.

101. Ritter J.A., Ebner A.D. State-of-the-Art Adsorption and Membrane Separation Processes for Hydrogen Production in the Chemical and Petrochemical Industries. // Separation Science and Technology 42, 1, 2007, p. 123 - 1193.

102. Peters T.A., Stange M., Klette H., Bredesen R.. High pressure performance of thin Pd-23%Ag/stainless steel composite membranes in water gas shift gas mixtures; influence of dilution, mass transfer and surface effects on the hydrogen flux. Journal of Membrane Science 316,2008, p. 119-127.

103. Bossi C., Del Corno A., Scagliotti M., Valli C. Characterisation of a 3kW PEFC power system coupled with a metal hydride H2 storage. // Journal of Power Sources, v. 171, 2007, p. 122-129.

104. Lehman P.A., Chamberlin C.E., Zoellick J.I., Engel R.A., Rommel D.S.. Fuel cell/photovoltaic integrated power system for a remote telecommunications repeater. // Proceedings of the 14th World Hydrogen Energy Conference, Montreal, Canada, June (2002).

105. Sapru K, Ramachandran S., Tan Z. An integrated PV-electrolysis metal hydride hydrogen generation and storage system. // Proceedings of the DoE Hydrogen Program Review, NREL/CP-570-28890 (2000).

106. Vanhanen J.P., Lund P.D., Tolonen J.S.. Electrolyser-metal hydride-fuel cell system for seasonal energy storage. // Int. J. Hydrogen Energy, Volume 23, Issue 4, 1998, p. 267-271.

107. T. Forde, J. Eriksen, A.G. Pettersen, P., Vie J.S., Ulleberg 0. Thermal integration of a metal hydride storage unit and a РЕМ fuel cell stack. // Int. J. Hydrogen Energy, Volume 34, Issue 16, 2009, p. 6730-6739.

108. Johnson T. A., KanouffM. P.,. Dedrick D. E, Evans G. H., Jorgensen S. W. Model-based design of an automotive-scale, metal hydride hydrogen storage system. // Int. J. Hydrogen Energy, Volume 37, Issue 3, 2012, p. 2835-2849.

109. Perez-Herranz V, Perez-Page M., Beneito R. Monitoring and control of a hydrogen production and storage system consisting of water electrolysis and metal hydrides // Int. J. of Hydrogen Energy, Volume 35, Issue 3, 2010, p. 912-919.

110. Fuel Cell Handbook (Fifth Edition), EG&G Services Parsons, Inc., Science Applications International Corporation. U.S. Department of Energy, Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory, 2000

111. Коровин H.B. Электрохимическая энергетика.-М.: Энергоатомиздат, 1991. 264 с.

112. GenCore 5В/Т48 operation manual, Plug Power, 2006.

113. Mitrokhin, S., et al. Synthesis and properties of AB5-type hydrides at elevated pressures.// Journal of Alloys and Compounds, vol. 446-447(0), 2007, p. 603-605.

114. Соловей B.B., Кривцова В.И. Системы хранения и подачи водорода для автономных энергоустановок// Харьков, 1994.-35 с. - Препр. / НАН Украины. Ин-т проблем машиностроения; № 376.

115. А.А. Авдеева. Хроматография в энергетике. - М.: Энергия, 1980.-272с.

116. Виглеб Г. Датчики. Устройство и применение.- М: Мир, 1989. - 191с.

117. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. - М: Мир, 1990.-535 с

118. Аэров М. Э., Тодес О. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. М. Изд-во «Химия», 1968 г., 512 с.