ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ ............................................ 5
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................. 7
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................. 16
1.1 Проблемы водородной энергетики ............................................................ 16
1.2. Способы хранения водорода ...................................................................... 19
1.2.1. Физические способы хранение водорода ........................................... 19
1.2.2. Химические способы хранения водорода .......................................... 21
1.3. Боргидриды металлов ................................................................................. 23
1.3.1. Общие свойства боргидридов металлов ............................................. 23
1.3.2. Синтез и термическая устойчивость боргидридов ............................ 25
1.4. Аммиакаты боргидридов металлов ........................................................... 28
1.4.1. Общие свойства аммиакатов боргидридов металлов........................ 28
1.4.2. Синтез и термическая устойчивость аммиакатов .............................. 31
1.5. Получение водорода гидролизом боргидридов металлов ...................... 34
1.6. Регенерация боргидридов из побочных продуктов гидролиза .............. 36
1.7. Анализ предлагаемых в литературе ХИВ гидролизного типа ............... 38
Выводы по главе 1.............................................................................................. 41
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ .............................................................................................. 43
2.1 Список использованных материалов ......................................................... 43
2.2 Синтез водород-генерирующего материала (NaBH4·2H2O) и
катализатора........................................................................................................ 43
2.2.1 Синтез дигидрата боргидрида натрия .................................................. 43
2.2.2 Синтез катализатора на основе борида кобальта (Co2B) ................... 44
2.3 Методы исследования водород-генерирующих материалов ................... 44
2.3.1. ИК-спектроскопия ................................................................................ 44
2.3.2. Порошковая рентгеновская дифракция .............................................. 44
2.3.3 Спектроскопия ЯМР .............................................................................. 45
2.3.4 Термоаналитическое исследование водород-генерирующих
материалов ....................................................................................................... 45
2.3.5 Количественное определение активного водорода ............................ 46
2.3.6 Определение давления насыщенного пара воды над NaBH4·2H2O .. 47
3
2.3.7 Оценка взаимодействия NaBH4 с ненасыщенными парами воды .... 48
2.3.8 Оценка термической устойчивости NaBH4·2H2O .............................. 48
2.3.9 Испытание химического источника водорода с водород
генерирующим материалом ........................................................................... 49
3. ВОДОРОД-ГЕНЕРИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ
БОРГИДРИДА НАТРИЯ И ЕГО ГИДРАТА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ И
СОЗДАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ВОДОРОДА .................... 51
3.1 Синтез и характеризация дигидрата боргидрида натрия ......................... 51
3.2 Оценка термической устойчивости дигидрата боргидрида натрия ........ 53
3.3 Определение давления насыщенного пара воды над дигидратом
боргидрида натрия ............................................................................................. 55
3.4 Исследование процесса гидратации боргидрида натрия ......................... 58
3.5 Термоаналитическое исследование NaBH4·2H2O..................................... 59
3.5.1 Термическое разложение NaBH4·2H2O ............................................... 59
3.5.2 Термическое разложение NaBH4·2H2O в присутствии катализатора
........................................................................................................................... 65
3.6 Анализ кинетики термического разложения NaBH4·2H2O ...................... 66
3.6.1 Кинетика термического разложения NaBH4·2H2O ............................. 66
3.6.2Кинетика каталитического термического разложения NaBH4·2H2O 70
3.6.3 Моделирование процесса термического разложения NaBH4·2H2O . 71
3.7 Способы увеличения выхода водорода при каталитическом гидролизе
боргидрида натрия ............................................................................................. 74
3.8 Взаимодействие боргидрида натрия с ненасыщенными парами воды .. 86
Выводы к главе 3 ................................................................................................ 87
4 РАЗРАБОТКА, СОЗДАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО
ИСТОЧНИКА ВОДОРОДА НА ОСНОВЕ БОРГИДРИДА НАТРИЯ И
ВОДЫ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОРТАТИВНЫХ СИСТЕМ
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ........................................................................................ 89
4.1 Способы подачи воды в зону реакции ....................................................... 89
4.2 Инициирование процесса гидролиза боргидрида натрия в химическом
источнике водорода ........................................................................................... 91
4.3 Разработка конструкции реактора химического источника водорода ... 92
4.4 Механизм работы химического источника водорода .............................. 95
4.5 Экспериментальное исследование химического источника водорода
гидролизного типа .............................................................................................. 97
4
4.6 Разработка портативной системой электроснабжения на основе
топливных элементов с химическим источником водорода ....................... 100
Выводы к главе 4 .............................................................................................. 101
Заключение ......................................................................................................... 102
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................... 104
Приложение 1 ..................................................................................................... 128
