Разработка технических решений для создания эффективных долгосрочных накопителей энергии

ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы"

ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы"

Проект № 14.604.21.0171
Уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта): RFMEFI60417X0171

Начало работ: 26.09.2017
Окончание работ: 31.12.2019

 

Разработка технических решений для создания эффективных долгосрочных накопителей энергии

 

Цели выполнения проекта
1. Разработка новых технических решений по созданию эффективных накопителей энергии долгосрочного (от нескольких часов до нескольких суток и более) хранения.
2. Исследование материалов и компонентов, обеспечивающих работоспособность эффективных накопителей энергии долгосрочного хранения в широком диапазоне рабочих температур.
3. Поиск конструктивных и технологических решений, направленных на повышение эффективности долгосрочного аккумулирования энергии.
4. Создание экспериментального образца энергоустановки на основе водородного накопителя энергии и обратимого топливного элемента для систем автономного и индивидуального энергообеспечения мощностью до 200 Вт.

 

Основные технические характеристики
Энергоустановка на основе накопителя энергии долгосрочного хранения должна обеспечивать технические и экономические преимущества при длительном аккумулировании электрической энергии относительно стандартных решений, основанных на батареях свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, серно- натриевых или литий-ионных аккумуляторов.

Разрабатываемые технические решения должны быть ориентированы на автономное электропитание потребителя длительностью свыше 12 часов без использования иного гарантирующего источника питания.

Разрабатываемые конструктивные и технологические решения для энергоустановки на основе накопителя энергии долгосрочного хранения должны обеспечить возможность масштабирования в реальные условия с сохранением требуемых эксплуатационных характеристик:
– мощность – не менее 200 Вт;
– выходное напряжение – не менее 3,7 В;
– снимаемая плотность тока – не менее 50 мА/см2;
– тип конструкции – планарная;
– давление генерируемого водорода – не менее 1,0 МПа.

Разрабатываемая энергоустановка на основе накопителя энергии должна обеспечивать сохранение накопленной энергии с потерями не более 0,25 % в месяц.

 

В рамках работ по проекту в 2017 году выполнен сравнительный анализ электрохимических систем для преобразования и долгосрочного хранения энергии. Показано, что ни аккумуляторы, ни суперконденсаторы не могут обеспечить длительное хранение электрической энергии в связи с саморазрядом и единственным решением проблемы является аккумулирование энергии в виде водорода. Оптимальной системой преобразования энергии является твердополимерный топливный элемент, обеспечивающий суммарный коэффициент преобразования энергии до 40%, с металлогидридной или баллонной системой хранения водорода, обеспечивающими длительность хранения запасенной энергии до нескольких лет.

 

Схема мембранно-электродного блока обратимого топливного элемента для: A – химически обратимых электродов, Б – электродов, не меняющих своей окислительно-восстановительной функции при переключении режима работа ячейки (разработки НИЦ "Курчатовский институт").

 

 

 

Количество посещений страницы: [an error occurred while processing this directive]