Разработана новая автономная энергетическая установка
На обширных территориях России, таких как Дальний Восток и Крайний Север, по сей день слабо развита инфраструктура. Следовательно, расположенным здесь промышленным объектам требуется автономное электроснабжение.
Для этого используют специальные установки, принцип функционирования которых основан на преобразовании химической энергии топлива в электричество и тепло путем электрохимических реакций.
Основными компонентами их являются высокотемпературные блоки. Схема их работы включает 3 стадии: получение из метана синтез-газа в виде смеси водорода и угарного газа, генерация электроэнергии, утилизация тепла.
За счет отсутствия сжигания топлива при выработке энергии в данной технологии не происходит выделение парниковых газов. Однако такие энергетические установки характеризуются большими размерами. Так, габариты контейнеров с блоками достигают нескольких м2, масса – 1,5 т.
По сообщению ПНИПУ, сотрудниками ВУЗа разработан компактный высокотемпературный блок энергетической установки.
Функциональными элементами выработки энергии служат твердооксидные топливные элементы. Они представляют собой конструкции с керамическими ячейками.
По словам старшего преподавателя кафедры оборудования и автоматизации химических производств, размеры нового блока составляют 1265×940×735 мм в сравнении с 2060×1120×650 мм для бытовых и маломощных установок. Масса равна 450 кг. Конструкция термоизолирована магнезиально-волокнистыми плитами толщиной 100 мм для сокращения потерь тепла и поддержания функционирования в экстремальных условиях. Термостойкость материала составляет 1100⁰C. За счет этого блок может работать при температуре свыше 700⁰C.
Топливо в рабочей зоне блока под влиянием высокой температуры подвергается электрохимической реакции окисления. Вырабатываемые электрический ток и тепло используются для нагрева рабочего газа, приводящего в движение основной механизм.
По результатам испытаний достигнута переработка метана на 96%.
Значительное достоинство нового блока состоит в минимальных требованиях к оборудованию для его производства.
Разработчики перешли к проектированию установки для серийного производства. На ее основе возможно создание экологичных энергосистем на замену дизельным генераторам.
