Реферат: Ограниченный запас традиционных источников энергии стимулирует развитие альтернативной энергетики. Однако процесс получения энергии с использованием Солнца, ветра и гидроресурсов характеризуется суточной и сезонной периодичностью. Одним из рассматриваемых на сегодняшний день способов сглаживания циклического режима выработки электроэнергии является её аккумулирование в водородном цикле, на первой стадии которого планируется получать водород путем электролитического разложения воды. Чрезвычайно низкая плотность водорода осложняет его хранение в газообразном состоянии, поэтому предлагается его компримировать, сжижать, адсорбировать или переводить в химически связанное состояние. Следует отметить, что среди химических соединений гидриды занимают лидирующие позиции по массовому и объемному содержанию водорода. Получать водород из гидридных соединений можно двумя способами: термолизом и гидролизом. Среди термических способов наибольший интерес исследователей сконцентрирован на изучении генерации водорода из MgH2, AlH3, LiAlH4, NaAlH4, NH3BH3 и LiBH4. Основные задачи этих исследований: снижение температуры процесса и увеличение скорости газогенерации. Увеличение подвижности водорода достигают повышением дисперсности гидрида, образованием дефектов кристаллической решетки, формированием дополнительных центров адсорбции/десорбции и спилловера водорода за счет введения каталитических добавок. Негативным последствием модификации гидридных соединений выступает потере водородной емкости при хранении. Этого серьезного недостатка лишен процесс получения водорода при разложении NH3BH3, которое в присутствии катализаторов и незначительного количества воды позволяет достичь высоких значений водородной емкости – 7,6 мас% за 20 минут при 85 C. В отличие от термических методов, гидролиз гидридов позволяет получать водород при температурах окружающей среды без нагрева, т.к. взаимодействие их с водой сопровождается выделением большого количества тепла. Наиболее низкий тепловой эффект наблюдается при гидролизе NaBH4. Для полной конверсии этого гидрида требуются нагрев выше 110 С, добавление кислоты или катализаторов. Вследствие образования диборана при нагреве раствора NaBH4 и кислотном гидролизе, основным исследования направлены на изучения гидролиза NaBH4 в присутствии катализаторов, преимущественно содержащих кобальт и никель. Эффективными инструментами управления их активностью и стабильностью являются выбор природы предшественника активного компонента и модифицирующих добавок, а также варьирование условий и температуры термической обработки катализатора. Традиционно растворы NaBH4 рассматривались как источники водорода, но они не стабильны при хранении. В связи с этим предложено хранить и использовать для генерации водорода таблетированные водородгенерирующие композиции на основе NaBH4, которые содержат до 10 мас% водорода. В их состав вводят дешевые кобальтовые, никелевые или биметаллические кобальт-никелевые катализаторы, чтобы газогенерация начиналась сразу после добавления воды из любого природного источника. Состав воды не влияет на чистоту получаемого водорода. Согласно данным ИК спектроскопии и хроматографического анализа образующийся газ содержит только незначительные примеси паров воды и может без дополнительной очистки и увлажнения подаваться в анодное пространство топливного элемента. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-08-00599.

Библиографическая ссылка: Нецкина О.В. , Комова О.В. , Симагина В.И.
Водородгенерирующие композиции на основе гидридных соединений
XIII Международная школа молодых ученых и специалистов им. А.А. Курдюмова «Взаимодействие конструкционных материалов c изотопами водорода» 01-05 июл. 2019