Пермские ученые создали экологичный энергоблок для удаленных промышленных объектов
Об этом сообщает пресс-служба университета.
Удаленные промышленные объекты, метеорологические и экологические станции обладают ограниченной инфраструктурой, включая сооружения, которые работают в условиях Крайнего Севера или Дальнего Востока. Таким объектам необходимо автономное электроснабжение.
Для достижения этой цели их оснащают специальными энергетическими установками, которые с помощью электрохимических реакций преобразуют химическую энергию топлива в электричество и тепло.
ВТБ генерирует электроэнергию через три стадии:
- получение синтез-газа, смеси водорода и угарного газа, из метана;
- генерация электроэнергии;
- утилизация оставшегося тепла.
Статья о новой установке опубликована в журнале Химия. Экология. Урбанистика (том 3, 2025 г.) в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет-2030.
Особенности новой разработки: преимущества и недостатки
Преобразование химической энергии топлива в электричество и тепло происходит за счет твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), т. е. конструкций со специальными керамическими ячейками.
В отличие от традиционных двигателей они не сжигают топливо, т. е. не выделяют парниковых газов и оказывают минимальное воздействие на экологию.
Однако у энергетических установок, эксплуатируемых в качестве альтернативы традиционным технологиям внутреннего сгорания, есть и недостатки, в т. ч. их размер.
Например, промышленные и стационарные блоки обычно размещаются в специальных контейнерах, которые могут весить 1500 кг и достигать нескольких квадратных метров.
В связи с этим ученые Пермского Политеха решили изготовить высокотемпературный блок меньшего размера.
Для изготовления установки достаточно наличия минимального производственного оборудования, что делает ее дешевле существующих аналогов.
Руководитель группы разработчиков, старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации химических производств ПНИПУ Н. Анашкин рассказал об особенностях новой установки:
- изготовленный высокотемпературный блок представляет собой компактную и легкую изолированную конструкцию;
- размер составляет 1265940735 мм (для сравнения уточним, что бытовые и маломощные установки имеют следующие параметры: 20601120650 мм);
- вес достигает около 450 кг;
- для термоизоляции использовались магнезиально-волокнистые плиты толщиной 100 мм, что позволило сократить теплопотери и поддерживать стабильную работу в суровых условиях;
- материал может выдерживать температуры до +1100 C.
- ВТБ является основным компонентом энергетической установки;
- блок может генерировать электроэнергию при температурах выше 700 C;
- топливо поступает в рабочую зону блока, где при сильном нагреве происходит электрохимическая реакция окисления;
- за счет этого процесса генерируется электрический ток и тепло, которое впоследствии используется для нагрева рабочего газа или пара;
- это приводит в движение основной механизм (например, газотурбинную установку).
В настоящее время ученые проектируют установки для серийного производства, что в дальнейшем может привести к коммерческому применению технологии.
Отмечается, что новая разработка открывает возможности к созданию экологически чистых энергосистем, которые могут стать альтернативой дизельным генераторам.
Ранее пермские ученые совместно с китайскими коллегами предложили новый метод добычи нефти и газа из труднодоступных месторождений.
Технология предполагает использование сверхкритического диоксида углерода (SC-CO2).
В прошлом месяце в ПНИПУ улучшили конструкцию системы охлаждения для нефтеперерабатывающей промышленности, что позволило повысить эффективность теплообмена на 17%.