PROGRAMUL CEEX 2006

Materiale de stocare a hidrogenului pentru realizarea unui compresor termic de hidrogen ultrapur destinat pilelor de combustie şi vehiculelor hibride –

HYTCOM

 

 

 

              PREZENTARE

 

          Principalul obiectiv al proiectului este de a cerceta si dezvolta sisteme integrate pe baza    de hidruri metalice pentru purificarea, stocarea si comprimarea hidrogenului. Caracteristic sistemelor bazate pe hidruri este capacitatea acestora de a absorbi la joasa presiune hidrogenul de la orice sursa, de a stoca şi apoi livra hidrogenul la presiune inalta (raport de comprimare mai mare de 30).

          Alegerea aliajelor utilizate in stocarea si comprimarea  hidrogenului depinde de proprietatile lor: capacitatea de stocare, stabilitatea la ciclurile de absorbtie/desorbtie, toleranta la impuritati. Daca pentru stocare sunt vizate materiale cu capacitate de absorbtie cat mai mare si o cinetica rapida de absorbtie/desorbtie, in cazul compresorului bazat pe hidruri metalice sunt esentiale: viteza de absorbtie/desorbtie, entalpia asociata acestui proces care trebuie sa fie cat mai mica, stabilitatea structurala la un numar mare de cicluri. In acest caz sunt necesare hidruri metalice cu diferente mari intre presiunea de echilibru la absorbtie respectiv desorbtie la diferente mici de temperatura, cat si panta cat mai mica a presiunii de palier asociata cu o histereza redusa (raport cat mai mic intre presiunile de echilibru pentru absorbtie si desorbtie).

          Pentru aplicatii in sisteme ciclice, un parametru important este continutul de hidrogen disponibil (hidrogenul transferabil). In cazul compresoarelor in mai multe trepte, conditiile de operare si proprietatile mai multor hidruri in cuplaj, determina cantitatea reala de hidrogen transferabil.

        Compresorul termic cu hidruri metalice se bazeaza pe reversibilitatea procesului de absorbtie-desorbtie a hidrogenului in aceste aliaje si efectele termice asociate. Desorbtia hidrogenului poate fi realizata usor prin incalzirea hidrurii – presiunea H2 crescand pana la atingerea valorii de echilibru la o temperatura data. Principiul comprimarii in hidruri metalice reversibile pentru o singura, respectiv mai multe trepte (single/multi-stage) este prezentat in figura de mai jos:

        Potrivit ecuatiei van’t Hoff, presiunea creste exponential cu cresterea temperaturii: o crestere mare a presiunii se poate obtine prin modificari moderate ale temperaturii. Pentru a obtine o presiune de iesire mai mare, mai multe rezervoare cu hidruri se conecteaza in serie, fiecare continand un aliaj diferit, cu presiuni succesive de operare mai mari. Proiectul isi propune sa dezvolte un compresor termic cu hidruri in mai multe trepte.

    

                     OBIECTIVE   

         Principalele obiective ale proiectului sunt urmatoarele:
bullet Elaborarea unor aliaje de stocare cu capacitate ridicată, rezistente la contaminanţi şi  caracteristici termodinamice mai ridicate prin modelarea proprietăţilor pe baza studiilor aprofundate de corp solid şi a suprafeţei aliajelor.
bullet Elaborarea unor soluţii tehnice noi pe bază de materiale avansate, pentru transferul rapid de masă şi căldură pentru un element de stocare şi compresie a H2.
bullet Realizarea unui model funcţional de compresor termic pentru H2 pe bază unei tehnologii noi, neconventionale cu hidruri metalice.

        Relevanta fata de obiectivele impuse de Programul ,,Cercetare de Excelenta ‘’

      Proiectul se adreseaza cu precadere ariei 5.1. ’Hydrogen and Fuel Cells” integrata in platforma “The European Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform” (HFP), care faciliteaza si acelereaza dezvoltarea si utilizarea sistemelor de energie alternative si nepoluante, bazate pe hidrogen si celule de combustie precum si a tehnologiilor cu aplicatii in stocarea energiei (surse portabile sau stationare). Principala tinta a proiectului este obtinerea unor rezultate stiintifice si tehnologice de varf, perfect racordate  obiectivelor specifice ariei europene de cercetare mai sus mentionate si care vor consta in dezvoltarea unui sistem integrat pentru comprimarea hidrogenului.

 

   ETAPELE DE REALIZARE ALE PROIECTULUI

ETAPA I – Analiza şi evaluarea hidrurilor metalice reversibile în purificarea, distribuţia şi utilizarea hidrogenului. Alegerea aliajelor adecvate procesului de comprimare a hidrogenului.

ETAPA II - Modelarea compoziţiei aliajelor pentru optimizarea performanţelor compresorului termic de H2 cu hidruri.  Dezvoltarea unui element de stocare a H2 cu transfer rapid de masă şi căldură.

ETAPA III - Proiectarea şi realizarea unui model funcţional de compresor termic ,,multi-stage” cu hidruri metalice.

ETAPA IV - Determinarea performanţelor modelului funcţional ale  compresorului termic de hidrogen cu hidruri metalice

 

TOP OF THE PAGE