МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ

Content

THE EXTRAORDINARY HYDROGEN ROMANTIC - THE STORY OF DR. T. NEJAT VEZIROGLU

SHEFFIELD JOHN W.

21ST CENTURY’S ENERGY: HYDROGEN ENERGY SYSTEM

VEZIROGLU T. NEJAT, SAHIN SUMER

Fossil fuels (i.e., petroleum, natural gas and coal), which meet most of the world’s energy demand today, are being depleted fast. Also, their combustion products are causing the global problems, such as the greenhouse effect, ozone layer depletion, acid rains and pollution, which are posing great danger for our environment and eventually for the life in our planet. Many engineers and scientists agree that the solution to these global problems would be to replace the existing fossil fuel system by the hydrogen energy system. Hydrogen is a very efficient and clean fuel. Its combustion will produce no greenhouse gases, no ozone layer depleting chemicals, little or no acid rain ingredients and pollution. Hydrogen, produced from renewable energy (e.g., solar) sources, would result in a permanent energy system, which we would never have to change. However, there are other energy systems proposed for the post-petroleum era, such as a synthetic fossil fuel system. In this system, synthetic gasoline and synthetic natural gas will be produced using abundant deposits of coal...Fossil fuels (i.e., petroleum, natural gas and coal), which meet most of the world’s energy demand today, are being depleted fast. Also, their combustion products are causing the global problems, such as the greenhouse effect, ozone layer depletion, acid rains and pollution, which are posing great danger for our environment and eventually for the life in our planet. Many engineers and scientists agree that the solution to these global problems would be to replace the existing fossil fuel system by the hydrogen energy system. Hydrogen is a very efficient and clean fuel. Its combustion will produce no greenhouse gases, no ozone layer depleting chemicals, little or no acid rain ingredients and pollution. Hydrogen, produced from renewable energy (e.g., solar) sources, would result in a permanent energy system, which we would never have to change. However, there are other energy systems proposed for the post-petroleum era, such as a synthetic fossil fuel system. In this system, synthetic gasoline and synthetic natural gas will be produced using abundant deposits of coal. In a way, this will ensure the continuation of the present fossil fuel system. The two possible energy systems for the post-fossil fuel era (i.e., the solar-hydrogen energy system and the synthetic fossil fuel system) are compared with the present fossil fuel system by taking into consideration production costs, environmental damages and utilization efficiencies. The results indicate that the solar-hydrogen energy system is the best energy system to ascertain a sustainable future, and it should replace the fossil fuel system before the end of the 21st century.

A Hydrogen Energy System and Prospects for Reducing Emissions of Fossil Fuels Pollutants in the Ceará State-Brazil

Sacramento E.M. do, Lima L.C. de, Oliveira C.J., Veziroglu T.N.

Модель ветро-солнечной водородной энергетической системы была применена к штату Сеара, Бразилия, и были изучены перспективы сокращения выбросов загрязняющих веществ, образующихся при сжигании ископаемого топлива в данном федеральном штате. Это долгосрочное исследование моделирует три сценария введения водорода в энергетический баланс штата Сеара: быстрый, медленный и без введения водорода. Без учёта оксидов азота, если сжигание топлива продолжится, то, как показывают результаты, в обоих сценариях введения водорода в штате Сеара все выбросы загрязняющих веществ, образующихся при сжигании ископаемого топлива, в конечном итоге сократятся до нуля к 2060 г.

INFORMATION ABOUT THE CONFERENCE: CAOL*2019 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED OPTOELECTRONICS AND LASERS

Experimental Study of the Effect of Ozone and Low Temperatures on the Insulation of Electrical Materials

Butorina Antonina V., Smorodin Anatoliy I., Pushkarev Aleksandr V., Shakurov Alexey V., Tarabakin Denis A., Andreev Nikolay A.

В статье рассматриваются вопросы влияния озона и низких температур на свойства изоляции электротехнических материалов. Сочетание холодильного хранения продуктов с использованием электронно-ионных технологий (ЭИТ, включая озон) позволяет во многом решить проблему минимизации потерь продуктов при хранении и снизить энергопотребление. Реальные объекты работают при различных рабочих температурах, область значений которых обычно находится в интервале от минус -24 ºС до +24 ºС, и в этом же интервале температур применяется озон. Приведены и проанализированы результаты экспериментальных исследований совместного влияния низкой температуры, озона различной концентрации и механического нагружения на электроизоляцию силовых, электрических и информационных линий связи. Объектом исследований служили образцы электротехнической продукции, использующиеся в низкотемпературных камерах хранения пищевых продуктов. Выявлено, что все образцы после длительного воздействия низких температур и высоких концентраций озона сохранили свои электроизоляционные свойства...В статье рассматриваются вопросы влияния озона и низких температур на свойства изоляции электротехнических материалов. Сочетание холодильного хранения продуктов с использованием электронно-ионных технологий (ЭИТ, включая озон) позволяет во многом решить проблему минимизации потерь продуктов при хранении и снизить энергопотребление. Реальные объекты работают при различных рабочих температурах, область значений которых обычно находится в интервале от минус -24 ºС до +24 ºС, и в этом же интервале температур применяется озон. Приведены и проанализированы результаты экспериментальных исследований совместного влияния низкой температуры, озона различной концентрации и механического нагружения на электроизоляцию силовых, электрических и информационных линий связи. Объектом исследований служили образцы электротехнической продукции, использующиеся в низкотемпературных камерах хранения пищевых продуктов. Выявлено, что все образцы после длительного воздействия низких температур и высоких концентраций озона сохранили свои электроизоляционные свойства. Исключение составляют образцы электротехнических материалов марки КГ. Наблюдалось растрескивание изоляции некоторых образцов марки ВВГ, ВВГнг, ПВС и ПВ-3 при температурах охлаждения -18 ºС и -24 ºС, что связано с тем, что образцы были нагружены в большей степени по сравнению с их нагружением в реальных условиях. Результаты экспериментальных исследований позволяют сделать заключение о том, что современные промышленные низкотемпературные камеры хранения пищевых продуктов могут применять ЭИТ технологии, и при этом электротехнические материалы сохраняют свои электроизоляционные свойства.

Experimental Studies of Process of Hydrogen Synthesis in Plasma Discharge in a Liquid-Phase Stream

Bulychev Nikolay A.

В данной работе проведены экспериментальные исследования процесса получения водорода в плазменном разряде, инициируемом в потоке жидкостей различного химического состава. Двухфазный поток создавался при прохождении жидкой среды под высоким давлением через гидродинамический излучатель. В жидкости за счет перепада давления и понижения энтальпии потока формируется сверхзвуковое двухфазное парожидкостное течение при пониженном давлении. Плазменный разряд инициировался с помощью внешнего источника питания, который создает электрическое поле внутри реакционной камеры. Были проведены испытания нескольких форм и размеров реакционных камер с различным расположением электродов. В качестве исходных жидкостей использовались вода, спирты, сложные эфиры и их смеси с водой. В результате экспериментальных исследований показано, что инициируемая в условиях потока жидкофазной среды в разрядном промежутке между электродами низкотемпературная плазма способна эффективно разлагать водородсодержащие молекулы органических соединений в жидкости с образованием газообразных продуктов со значительной долей водорода...В данной работе проведены экспериментальные исследования процесса получения водорода в плазменном разряде, инициируемом в потоке жидкостей различного химического состава. Двухфазный поток создавался при прохождении жидкой среды под высоким давлением через гидродинамический излучатель. В жидкости за счет перепада давления и понижения энтальпии потока формируется сверхзвуковое двухфазное парожидкостное течение при пониженном давлении. Плазменный разряд инициировался с помощью внешнего источника питания, который создает электрическое поле внутри реакционной камеры. Были проведены испытания нескольких форм и размеров реакционных камер с различным расположением электродов. В качестве исходных жидкостей использовались вода, спирты, сложные эфиры и их смеси с водой. В результате экспериментальных исследований показано, что инициируемая в условиях потока жидкофазной среды в разрядном промежутке между электродами низкотемпературная плазма способна эффективно разлагать водородсодержащие молекулы органических соединений в жидкости с образованием газообразных продуктов со значительной долей водорода. Показано, что процесс наиболее эффективен при использовании в качестве сырья смесей спиртов и воды. Это открывает возможность применения данного процесса при переработке неочищенного этанола и других продуктов брожения дешевого растительного сырья. При разложении органических соединений в плазме образуются также незначительные количества наночастиц углерода и наночастиц оксидов материалов разрядных электродов.

Technological Aspects of Hydrogen Fuel Cell Electrodes with Controlled Porosity and Transport Properties

Krasnova Anna O., Agafonov Dmitriy V., Glebova Nadezhda V., Tomasov Aleksandr A., Zelenina Nataliya K., Nechitailov Andrey A.

Несмотря на такие технические преимущества, как высокий КПД преобразования энергии, малая шумность, автономность и пр., водородные топливные элементы до сих пор не нашли массового применения в силу недостаточно высокой экономической конкурентоспособности. Известно, что значительную долю в себестоимости водородного топливного элемента составляют электродные материалы и электроды. В связи с этим в настоящей работе рассматриваются электродные материалы и электроды водородного топливного элемента. Производительность пористых электрохимических электродов определяется: электродной активностью, эффективностью переноса вещества и эффективностью переноса зарядов. Поскольку эти факторы действуют, как правило, противоположно направленно, задача подбора компонентного состава электрода часто сводится к получению оптимизационных зависимостей. При этом транспортные потери в работающем топливном элементе, как правило, являются доминирующими. В связи с этим особое внимание в данной работе уделялось структуре и транспортным характеристикам...Несмотря на такие технические преимущества, как высокий КПД преобразования энергии, малая шумность, автономность и пр., водородные топливные элементы до сих пор не нашли массового применения в силу недостаточно высокой экономической конкурентоспособности. Известно, что значительную долю в себестоимости водородного топливного элемента составляют электродные материалы и электроды. В связи с этим в настоящей работе рассматриваются электродные материалы и электроды водородного топливного элемента. Производительность пористых электрохимических электродов определяется: электродной активностью, эффективностью переноса вещества и эффективностью переноса зарядов. Поскольку эти факторы действуют, как правило, противоположно направленно, задача подбора компонентного состава электрода часто сводится к получению оптимизационных зависимостей. При этом транспортные потери в работающем топливном элементе, как правило, являются доминирующими. В связи с этим особое внимание в данной работе уделялось структуре и транспортным характеристикам. Полагалось, что определяющими факторами диффузионной составляющей функционирования топливного элемента являются характеристики пористой структуры электрода, влияющие на условия массового обмена и процессы конденсации воды. Большое значение имеет неоднородность ионного сопротивления, связанная с неоднородностями влажности и температуры, так как ионное сопротивление протон-проводящего компонента зависит от этих параметров. Для управления пористой структурой и транспортными свойствами в электродный материал вводилась высокопористая функциональная добавка с большой долей транспортных пор и создавалась островковая структура протон-проводящего полимера Nafion. В качестве функциональных добавок исследовали два материала: углеродные нановолокна и терморасширенный графит. Изготовленные электродные материалы и мембранно-электродные блоки изучались с помощью методов: электронной микроскопии, снятия вольтамперных характеристик, циклической вольтамперометрии, электрохимического импеданса. Результатом работы являются зависимости, связывающие состав электрода и его пористость, удельное ионное и электронное сопротивление, удельную площадь поверхности платины. Приведены результаты исследования диффузионного сопротивления массовому транспорту в зависимости от состава. Разработана технология электродного материала с увеличенной эффективностью массового и зарядового транспорта. Полученные результаты позволяют прогнозировать электрические характеристики катода, изготавливать электроды с заданными свойствами.

Multi-Agent Direct Current Systems Using Renewable Energy Sources and Hydrogen Fuel Cells

Shulga Robert N., Putilova Irina V.

Отмечены недостатки электроэнергетических систем переменного тока по сравнению с системами постоянного тока в части устойчивости, управляемости, надежности и резервирования. Выявлена необходимость перехода от цифровизации в виде автоматических систем управления технологическим процессом к умным сетям, а в последующем к мультиагентным сетям постоянного тока (МСПТ) с повышенной степенью резервируемости. Указанные сети позволяют при повреждении одного из элементов сохранять энергоснабжение потребителей и автоматически восстанавливать работу поврежденного элемента за счет отработанных алгоритмов диагностики и восстановления исходного режима. Рассмотрена распределенная генерация в составе традиционных источников и возобновляемых источников электроэнергии, а также накопители и статические преобразователи в составе МСПТ. Приведены характеристики данных элементов для моделирования режимов МСПТ с целью выбора структуры и алгоритмов управления, обеспечивающих повышенную степень надежности и неуязвимости энергоснабжения...Отмечены недостатки электроэнергетических систем переменного тока по сравнению с системами постоянного тока в части устойчивости, управляемости, надежности и резервирования. Выявлена необходимость перехода от цифровизации в виде автоматических систем управления технологическим процессом к умным сетям, а в последующем к мультиагентным сетям постоянного тока (МСПТ) с повышенной степенью резервируемости. Указанные сети позволяют при повреждении одного из элементов сохранять энергоснабжение потребителей и автоматически восстанавливать работу поврежденного элемента за счет отработанных алгоритмов диагностики и восстановления исходного режима. Рассмотрена распределенная генерация в составе традиционных источников и возобновляемых источников электроэнергии, а также накопители и статические преобразователи в составе МСПТ. Приведены характеристики данных элементов для моделирования режимов МСПТ с целью выбора структуры и алгоритмов управления, обеспечивающих повышенную степень надежности и неуязвимости энергоснабжения. Для математического моделирования режимов предложены и описаны схемы замещения и аналитические выражения возобновляемых источников и накопителей электроэнергии. Рассмотрены наиболее перспективные твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ). Коммерциализация в области малой и распределенной энергетики пока сдерживается высокой удельной стоимостью ТОТЭ, однако они обладают серьезными преимуществами - высоким КПД и экологичностью. Перспективы применения ТОТЭ в большой энергетике неочевидны, однако за рубежом в микро- и малой энергетике их коммерциализация идет нарастающими темпами, несмотря на ограничения. Так, с 2007 г. по 2016 г. объем реализации ТОТЭ на мировом рынке вырос в 13 раз с объемом продаж до 480 МВт. В России имеется огромный внутренний рынок для внедрения ТОТЭ, который к 2035 г. составит 114 ГВт с потребностями до 44 млн микромощностей, сотнями тысяч малой мощности (до 200 кВт эл.) и десятками тысяч большей мощности (свыше 2 МВт эл.). Указанный объем внутреннего рынка позволяет перевести отечественные разработки в область промышленного освоения и коммерциализации в ближайшей перспективе.

The Impact of Weak Magnetic Fields on Ferroelectric Crystals with Hydrogen Bonds

Postnikov Valery V.

Представлен обзор работ, посвященных воздействию слабых (с индукцией, не превышающей 0,3 Тл) импульсных и постоянных магнитных полей на диэлектрические характеристики водородсодержащих сегнетоэлектрических кристаллов. На примере номинально чистых триглицинсульфата и дигидрофосфата калия показано, что столь слабые магнитные поля вызывают у этих веществ существенное увеличение диэлектрической проницаемости, коэрцитивного поля, а также заметное смещение температуры сегнетоэлектрического фазового перехода. Интерес к таким исследованиям вызван тем, что рассмотренные эффекты не находят объяснения с точки зрения классической термодинамики. Долгое время существовало мнение, что магнитные поля с индукцией меньше 1 Тл в принципе не могут каким-либо образом влиять на физические свойства диамагнитных материалов. Однако эксперименты с многочисленными диамагнетиками, подвергнутыми обработке слабыми магнитными полями, показали ошибочность такого мнения. Сегнетоэлектрические кристаллы, о которых идет речь в данной работе, также являются диамагнитными, поэтому для объяснения влияния обработки слабыми магнитными полями на свойства этих кристаллов не подходит аппарат классической термодинамики...Представлен обзор работ, посвященных воздействию слабых (с индукцией, не превышающей 0,3 Тл) импульсных и постоянных магнитных полей на диэлектрические характеристики водородсодержащих сегнетоэлектрических кристаллов. На примере номинально чистых триглицинсульфата и дигидрофосфата калия показано, что столь слабые магнитные поля вызывают у этих веществ существенное увеличение диэлектрической проницаемости, коэрцитивного поля, а также заметное смещение температуры сегнетоэлектрического фазового перехода. Интерес к таким исследованиям вызван тем, что рассмотренные эффекты не находят объяснения с точки зрения классической термодинамики. Долгое время существовало мнение, что магнитные поля с индукцией меньше 1 Тл в принципе не могут каким-либо образом влиять на физические свойства диамагнитных материалов. Однако эксперименты с многочисленными диамагнетиками, подвергнутыми обработке слабыми магнитными полями, показали ошибочность такого мнения. Сегнетоэлектрические кристаллы, о которых идет речь в данной работе, также являются диамагнитными, поэтому для объяснения влияния обработки слабыми магнитными полями на свойства этих кристаллов не подходит аппарат классической термодинамики. Эффекты воздействия объясняются участием протонов водородных связей, стабилизирующих дефектные комплексы, в электронных переходах, ответственных за распад этих комплексов и/или открепление от них доменных стенок. Косвенным подтверждением такого объяснения является отсутствие эффекта воздействия магнитных полей (по крайней мере, при индукции 0,02-0,30 Тл) на монокристаллические образцы титаната бария BaTiO3 - сегнетоэлектрика кислородно-октаэдрического типа, не имеющего в своей структуре водородных связей.

ИНФОРМАЦИЯ О КОНФЕРЕНЦИИ: ТРЕТЬЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ КЛЕЕВ И ГЕРМЕТИКОВ: МАТЕРИАЛЫ, СЫРЬЁ, ТЕХНОЛОГИИ"

ВЕЗИРОГЛУ Т.Н. НАГРАЖДЕНИЕ

ВАСИЛЬЕВ Ю.С. ПОЗДРАВЛЕНИЕ

14TH HYDROGEN POWER THEORETICAL AND ENGINEERING SOLUTIONS INTERNATIONAL SYMPOSIUM

МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА "ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТ" (RENWEX 2019)

XI ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭНЕРГЕТИКИ-2019"

III МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "ГРАФЕН И РОДСТВЕННЫЕ СТРУКТУРЫ: СИНТЕЗ, ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ"

EUROPEAN ELECTRIC VEHICLE BATTERIES SUMMIT

12-Й БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ СЕМИНАР "ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ И СИСТЕМЫ НА ИХ ОСНОВЕ"

10TH INTERNATIONAL MEETING “PHOTOSYNTHESIS AND HYDROGEN ENERGY RESEARCH FOR SUSTAINABILITY - 2019”

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ"

МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "2D МАТЕРИАЛЫ 2019 - ВСЕМИРНЫЙ КОНГРЕСС ПО ГРАФЕНУ, 2D-МАТЕРИАЛАМ И ПРИЛОЖЕНИЯМ"

XX МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ"

ДЛЯ ЭКОЛОГОВ ГОД ВОЛОНТЁРА ПРОДОЛЖАЕТСЯ. В МОСКВЕ ЗАВЕРШИЛСЯ ПЕРВЫЙ МОТИВАЦИОННЫЙ ФОРУМ ЭКОЛИДЕРОВ И ВОЛОНТЕРОВ "ЭКОЛОГИЯ ДА"

ВЫСТАВКА RENWEX 2019 "ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТ. НОВЫЙ ПРОЕКТ "ЭКСПОЦЕНТРА" - "НТИ-ЭКСПО"

ТАСС: ТАТАРСТАН НАМЕРЕН ПРИВЛЕЧЬ ПОРЯДКА €15 МЛН НА РАЗВИТИЕ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ

"ЛИОТЕХ" РАЗРАБОТАЛ НОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА

BASF: СОВРЕМЕННЫЕ РЕШЕНИЯ МОГУТ СДЕЛАТЬ СТРОИТЕЛЬСТВО БАССЕЙНОВ ДОСТУПНЕЕ

НОВОСТИ

This content is a part of the Environmental protection collection from eLIBRARY.
If you are interested to know more about access and subscription options, you are welcome to leave your request below or contact us by eresources@mippbooks.com

Request

Unfortunately, we have no right to provide any kind of access to this resource in the territory of Western Europe. In any case, we will process your request and contact you with possible variants of solution.