Изучение адсорбционной емкости водорода на углеродных материалах

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Учебно-исследовательская установка роста углеродных нанотрубок, 33.24kb.
• Алгоритмы и примеры решения клинических задач по патофизиологии нарушений кислотно-основного, 674.6kb.
• Задачи: ознакомится с основами сканирующее зондовой микроскопии; изучить строение, 62.63kb.
• Курсовая работа по дисциплине, 101.88kb.
• Курсовая работа по дисциплине, 100kb.
• Моделирование наноматериалов и наноустройств, 13.87kb.
• Неочевидные причины разупрочнения сталей различного назначения Аннотация, 197.89kb.
• А. И. Домаков Введение в нанотехнологии, 292.05kb.
• Изучение химии соединений фтора и материалов на его основе непосредственно связано, 50.79kb.
• Реферат по предмету: Концепции современного естествознания на тему: Квантово− механическая, 42.97kb.

Изучение адсорбционной емкости водорода на углеродных материалах

А. В. Кречетова

Новосибирский государственный технический университет

В последнее время резко возрос интерес к замене традиционных видов моторного топлива для автомобилей, самолётов, тепловозов и других транспортных средств на водород, который с экологической точки зрения является идеальным топливом. Это обусловлено предельной загазованностью атмосферы многих больших городов при нарастающем числе автомобилей, являющихся основным источником таких загрязнений. Важнейшее преимущество водородного топлива в том, что его использование позволяет заменить двигатели внутреннего сгорания более эффективной системой электродвигателей с топливным водородным элементом (ТЭ) в качестве генератора электричества.

В задачах очистки и разделения газов и жидкостей широко используются методы физической адсорбции, и естественны попытки их применения для хранения водорода при повышенных давлениях, несмотря на крайне низкую адсорбируемость водорода при обычных температурах и давлениях.

Данная работа посвящена изучению адсорбционного метода хранения водорода. В ходе работы была смонтирована установка для адсорбции водорода при комнатной температуре и давлении Р=120 атм., проведены измерения значений адсорбционной емкости по водороду нескольких серий углеродных материалов, синтезированных в различных условиях с использованием различных углеродсодержащих предшественников и катализаторов.

Изучение адсорбции водорода проводили на специально собранной волюмометрической установке высокого давления, схема которой представлена на рис. 1.

Работа включала следующие этапы:

1. обзор методов хранения водорода при комнатной температуре и давлениях до 150 атм., предназначенных для использования в топливных энергетических ячейках с образованием электроэнергии за счет электрохимического окисления водорода кислородом воздуха;
   
2. освоение методики измерения изотерм адсорбции водорода при комнатной температуре и давлении до 150 атм;
   
3. исследование адсорбции водорода на ряде образцов углеродных материалов, полученных каталитическим разложением углеводородов на ряде катализаторов, а также коксованием и активацией нефтяных коксов. Для исследованных образцов показано, что при давлении водорода ~60 атм. предельная величина адсорбции 1,2 вес. %, при 120 и 150 атм., соответственно, 2.4 и 3.1 вес. %. Для наилучшего из исследованных микропористых углей соответствующие значения емкости водорода равны, соответственно, 1.8 вес. %, 4.0 вес. %, и 5.1 вес. %. Эти значения соответствуют лучшим из надежных значений, опубликованных в литературе. Аномально высокая адсорбция водорода на аналогичных образцах, опубликованная в работах Родригес с соавт., не подтвердилась.
   

Рис. 1. Волюметрическая установка высокого давления.


Научный руководитель – д-р хим. наук В. Б. Фенелонов