ДВОЙНОЙ УСПЕХ ИВТЭ

В самом конце минувшего года Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН и профессор Панайотис Циакарас (Университет Фессалии, г. Волос, Греция) выиграли мегагрант правительства РФ в номинации «Энергетика и рациональное природопользование». Гранты для государственной поддержки научных исследований под руководством ведущих ученых в российских вузах, академических учреждениях и государственных научных центрах были учреждены правительством РФ в 2010 году с целью повышения конкурентоспособности российской науки, создания эффективной системы мотивации научного труда, трансфера в экономику перспективных разработок. Мегагранты рассчитаны  на три года с возможным продлением еще на два, размер их достигает 90 миллионов рублей. Обязательное условие — привлечение грантополучателями внебюджетных средств (не менее 25% от размера гранта). 

С профессором Циакарасом уральские электрохимики сотрудничают давно, в свое время они совместно работали по гранту ИНТАС, у них вышло более 40 совместных публикаций. По условиям мегагранта в ИВТЭ будет создана лаборатория во главе с Циакарасом, и он будет проводить в Екатеринбурге не менее четырех месяцев в году. В свою очередь его уральские коллеги смогут пользоваться суперсовременным оборудованием в университете Фессалии. Международный коллектив продолжит разработку твердооксидных электрохимических ячеек с несущим и тонкослойным протонным электролитом. Сотрудники лаборатории твердооксидных топливных элементов ИВТЭ, которой заведует кандидат химических наук А.К. Демин, работают в этом направлении уже несколько десятилетий.  

 

В конце ноября прошлого года в Екатеринбурге прошло совещание специалистов по противокоррозионной защите и изготовителей противокоррозионного оборудования, представлявших ОАО «Газпром», ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ», ООО «Завод электрохимических преобразователей» («ЗЭП»), «УралИнтех», ООО «ПАРСЕК», ЗАО «Химсервис», ООО «Завод газовой аппаратуры «НС», ООО НПО «Нефтегазкомплекс ЭХЗ» и другие крупные предприятия и компании. Участники совещания побывали в Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН, где им была продемонстрирована работа автономной энергоустановки для электропитания станций катодной защиты магистральных газопроводов на базе твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) мощностью 1,5 кВт и кпд 40% — первой в России с такими параметрами. Электрохимический генератор был изготовлен по заказу ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»в ООО «ЗЭП» и ЗАО «УралИнтех» при научном сопровождении ИВТЭ УрО РАН. Как отметил директор ИВТЭ доктор химических наук Ю.П. Зайков, это результат плодотворного сотрудничества бизнеса, науки и производства. 

Номинальная, или полезная, мощность энергоустановки, как уже было сказано, — 1,5 кВт, максимальная — 2,5 кВт. Генератор такой мощности с накопительной системой способен обеспечить электроэнергией коттедж: накопитель позволяет компенсировать пиковые нагрузки. Правда, пока эти энергоустановки очень дороги, и частные лица вряд ли смогут приобретать их в массовом порядке. В ближайшее время основным потребителем такой продукции может стать Газпром, которому она необходима для станций катодной защиты. На ноябрьском совещании, о котором шла речь выше, были достигнуты соглашения о сотрудничестве в области применения электрохимических генераторов в качестве автономных источников энергии в распределенной энергетике, коммунальном хозяйстве и в удаленных от линий электропередач районах, где они просто незаменимы. 

Как известно, одно из главных преимуществ электрохимических устройств  по сравнению с традиционными источниками тока — высокий кпд, поскольку в них энергия топлива напрямую превращается в электрическую. Самые эффективные на сегодняшний день топливные элементы — твердооксидные. Так, кпд термоэлектрических генераторов мощностью 150 Вт, которые сейчас используются в Газпроме для катодной защиты труб от коррозии, — 2%, дизельного генератора мощностью 1–2 кВт — 10-15%. А кпд генератора на ТОТЭ мощностью 100 Вт составляет 25%, мощностью 1 КВт — не менее 40%. Более того, если предельный кпд электрохимических генераторов на кислород-ионных электролитах — 60%, то с применением протонных электролитов можно получить и 80%. 

Исходным топливом для энергоустановок на ТОТЭ может служить природный газ, метан, бутан, пропан, бензин, дизельное топливо, уголь, спирты, а также древесина, торф, стружка, отходы сельхозпроизводства. И еще одно их преимущество — они достаточно экологически чистые. 

Сейчас новый электрохимический генератор на ТОТЭ готовится к полевым испытаниям на одном из объектов ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург».