RU2562493C2 - Способ хранения атомарного водорода - Google Patents

Способ хранения атомарного водорода Download PDF

Info

Publication number
RU2562493C2
RU2562493C2 RU2013148082/05A RU2013148082A RU2562493C2 RU 2562493 C2 RU2562493 C2 RU 2562493C2 RU 2013148082/05 A RU2013148082/05 A RU 2013148082/05A RU 2013148082 A RU2013148082 A RU 2013148082A RU 2562493 C2 RU2562493 C2 RU 2562493C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
amplitude
storage
storing
magnetic field
Prior art date
Application number
RU2013148082/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013148082A (ru
Inventor
Леонид Васильевич Носачев
Андрей Викторович Шустов
Александр Егорович Яшин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2013148082/05A priority Critical patent/RU2562493C2/ru
Publication of RU2013148082A publication Critical patent/RU2013148082A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2562493C2 publication Critical patent/RU2562493C2/ru

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химии и водородной энергетике и может быть использовано в транспортном машиностроении. Водород получают в генераторе 1, направляют в приёмник 2, разделяют на два потока 3 и воздействуют на них импульсным магнитным полем с амплитудой магнитной индукции В более 100 гаусс. Затем пропускают через аккумуляторы атомарного водорода 6, заполненные нанодисперсным углеродом, содержащим углеродные нанотрубки с удельной поверхностью от 200 до 550 м2/г в качестве микроконтейнеров для хранения водорода, при пульсирующем давлении водорода с амплитудой более 0,1 МПа. Обеспечивается надёжное и безопасное хранение водорода. 1 ил.

Description

Изобретение относится к способам хранения водорода и может быть использовано в водородной энергетике для получения, хранения и транспортировки водорода.
В настоящее время разработаны и успешно применяются в промышленности многочисленные технологии и устройства получения водорода, в частности ортоводорода. Основные проблемы связаны с необходимостью снижать энергопотребление и повышать экологичность и безопасность получения, хранения и транспортировки водорода как в газообразном, так и в жидком состояниях (см. например, В.Г. Цихисели Обоснование целесообразности применения в промышленности и на транспорте криоиспользующих преобразователей энергии // Альтернативная энергетика и экология. Международный научный журнал. - Саров: 2000).
Известно устройство и картридж для хранения сжатого газотурбинного водорода (патент RU 2440290, МПК С01В 3/00, F17C 11/00, 07.06.2007), содержащее корпус, микроконтейнеры, проницаемые для водорода, и арматуру для регулирования процесса выделения газообразного водорода.
Недостатком известного технического решения является недостаточно высокое соотношение массы запасенного водорода к общей массе устройства.
Известен также способ сорбции и хранения гелия или водорода (патент RU 2377176, МПК С01В 3/00, F17C 11/00, 22.08.2008), включающий получение водорода, использование микроконтейнеров для хранения водорода и введение в них водорода под давлением.
Недостатком известного способа является низкая сорбционная способность микроконтейнеров для хранения водорода в виде алюмосиликатных микросфер и непригодность их для использования в качестве топлива.
Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому способу хранения атомарного водорода является принятый за прототип способ ионной имплантации изотопов водорода в полые кристаллические наноструктуры (Заявка US №2009/0123789 А), основанный на использовании полых кристаллических наноструктур и ионной имплантации в них водорода.
Недостатком известного технического решения является высокая трудоемкость осуществления технологических операций.
Задачей заявленного изобретения является обеспечение надежного хранения атомарного водорода.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности и топливной эффективности хранения атомарного водорода.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в способе хранения атомарного водорода, включающем использование нанодисперсного углерода, содержащего углеродные нанотрубки в качестве микроконтейнеров для хранения водорода, воздействие на полученный водород импульсным магнитным полем, пропускание водорода через нанодисперсный углерод при пульсирующем давлении, используют нанодисперсный углерод с удельной поверхностью от 200 до 550 м2/г, импульсное магнитное поле с амплитудой магнитной индукции В более 100 гаусс и пульсирующее давление водорода с амплитудой более 0,1 МПа.
Принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа хранения атомарного водорода показана на чертеже.
Устройство содержит генератор (орто)водорода 1, приемник водорода 2, трубопровод 3, электромагнит 4, блок управления магнитной индукцией 5, аккумулятор атомарного водорода 6 и регулятор давления 7. В качестве микроконтейнеров для хранения водорода используют нанодисперсный углерод, содержащий углеродные нанотрубки, имеющий удельную поверхность от 200 до 550 м2/г и размещенный в аккумуляторе атомарного водорода 6.
В соответствии с принципом Паули электроны атомов водорода, образующих молекулу водорода, должны обязательно отличаться направлением собственного момента количества движения электрона (спином). Если же атомы водорода имеют параллельные спины, то они при взаимодействии упруго отталкиваются друг от друга и не образуют молекулу водорода Н2. Только при взаимодействии атомов водорода с антипараллельными электронными спинами образуется молекула водорода. При генерации водорода в земных условиях магнитное поле Земли нарушает равновероятностный процесс и задает преимущественную ориентацию спина электрона. В результате при температуре выше 273К водород представляет собой смесь: 25% пара- и 75% ортоводорода.
Существование водорода одновременно в двух изомерных формах вызывает определенные сложности при его снижении и связано это с дополнительным выделением энергии при их рекомбинации. В связи с этим необходимо осуществлять орто-пара конверсию водорода и/или разрабатывать способы раздельного хранения атомарного водорода с антипараллельными электронными спинами, воздействуя на водород сильным внешним магнитным полем с управляемым вектором и амплитудой.
Предлагаемый способ в устройстве реализуют следующим образом.
Водород после генератора 1 в приемнике 2 разделяют на два потока и воздействуют на разделенные потоки водорода импульсным магнитным полем с амплитудой магнитной индукции В более 100 гаусс антипараллельного направления и пропускают разделенные потоки через нанодисперсный углерод, размещенный в аккумуляторах атомарного водорода 6, при пульсирующем давлении водорода с амплитудой более 0,1 МПа.
В выполненных исследованиях в аккумуляторах атомарного водорода 6 был использован нанодисперсный углерод, содержащий около 30% по объему углеродных нанотрубок, с высокой поверхностной активностью и имеющий удельную поверхность порядка 300 м2 на 1 г массы.

Claims (1)

  1. Способ хранения атомарного водорода, включающий использование нанодисперсного углерода, содержащего углеродные нанотрубки в качестве микроконтейнеров для хранения водорода, воздействие на полученный водород импульсным магнитным полем, пропускание водорода через нанодисперсный углерод при пульсирующем давлении, отличающийся тем, что используют нанодисперсный углерод с удельной поверхностью от 200 до 550 м2/г, импульсное магнитное поле с амплитудой магнитной индукции В более 100 гаусс и пульсирующее давление водорода с амплитудой более 0,1 МПа.
RU2013148082/05A 2013-10-30 2013-10-30 Способ хранения атомарного водорода RU2562493C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013148082/05A RU2562493C2 (ru) 2013-10-30 2013-10-30 Способ хранения атомарного водорода

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013148082/05A RU2562493C2 (ru) 2013-10-30 2013-10-30 Способ хранения атомарного водорода

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013148082A RU2013148082A (ru) 2015-05-10
RU2562493C2 true RU2562493C2 (ru) 2015-09-10

Family

ID=53283255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013148082/05A RU2562493C2 (ru) 2013-10-30 2013-10-30 Способ хранения атомарного водорода

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2562493C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1787955A1 (en) * 2004-07-27 2007-05-23 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Single-layer carbon nanotube and alinged single-layer carbon nanotube bulk structure, and their production process, production apparatus and use
RU2377176C1 (ru) * 2008-08-22 2009-12-27 Александр Федорович Чабак Способ сорбции и хранения гелия или водорода
RU2399829C2 (ru) * 2007-11-08 2010-09-20 Си. Эн. Лимитед Устройство для хранения и выделения сжатого газа в матрице микроцилиндров и система для заполнения матриц микроцилиндров
RU2440290C2 (ru) * 2006-06-12 2012-01-20 Си. Эн. Лимитед Устройство и картридж для хранения сжатого газообразного водорода

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1787955A1 (en) * 2004-07-27 2007-05-23 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Single-layer carbon nanotube and alinged single-layer carbon nanotube bulk structure, and their production process, production apparatus and use
RU2440290C2 (ru) * 2006-06-12 2012-01-20 Си. Эн. Лимитед Устройство и картридж для хранения сжатого газообразного водорода
RU2399829C2 (ru) * 2007-11-08 2010-09-20 Си. Эн. Лимитед Устройство для хранения и выделения сжатого газа в матрице микроцилиндров и система для заполнения матриц микроцилиндров
RU2377176C1 (ru) * 2008-08-22 2009-12-27 Александр Федорович Чабак Способ сорбции и хранения гелия или водорода

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕЛЕЦКИЙ А.В., Сорбционные свойства углеродных наноструктур, Успехи физических наук, 2004, т. 174, N 11, с.с. 1191-1231 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013148082A (ru) 2015-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220021290A1 (en) Magnetohydrodynamic hydrogen electrical power generator
Podolak et al. Models of Uranus’ interior and magnetic field
US20170294238A1 (en) Neutron source based on a counter-balancing plasma beam configuration
Thompson et al. Transport of magnetic fields in convective, accreting supernova cores
US20160086680A1 (en) Positron Systems for Energy Storage, Production and Generation
Jin et al. Spin-polarized proton beam generation from gas-jet targets by intense laser pulses
Gao et al. The effects of superhigh magnetic fields on the equations of state of neutron stars
CA2832753A1 (en) Continuous fusion due to energy concentration through focusing of converging fuel particle beams
WO2016206443A1 (zh) 冷聚变反应管
RU2562493C2 (ru) Способ хранения атомарного водорода
Gao et al. The effects of intense magnetic fields on Landau levels in a neutron star
Pitkanen Expanding Earth Hypothesis and Pre-Cambrian Earth
Kohri et al. Hilltop supernatural inflation and SUSY unified models
CA2887762C (en) Fusion power based on a symmetrical plasma beam configuration
Ciullo et al. The PREFER (Polarization REsearch for Fusion Experiments and Reactors)-collaboration: purposes and present status
Stasiewicz et al. Electric potentials and energy fluxes available for particle acceleration by alfvenons in the solar corona
Hand et al. Quantum mechanical calculation of electron spin flip in a helical undulator
RU2148278C1 (ru) Способ получения энергии и установка для его осуществления
US20200381135A1 (en) Micro-fusion-based electricity generating farm
US20200381134A1 (en) Light-Nuclei Element Synthesis
Castro et al. Jahn-Teller analysis of the electronic properties of the endohedral clusters M@ Al12 (M= B, Al, Ga) and their anions
Pushkarev et al. Disintegration of the solid protocores of the terrestrial planets as a reason of magnetic field generation
Miley et al. Distributed power sources for mars
Bera et al. Mass-radius relation of strongly magnetized white dwarfs
Murthy A Peek into Planetary Magnetism

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181031