Пока одни спорят, когда водородная энергетика станет реальностью, на Сахалине решили не ждать и просто начали ее строить. Причем буквально — по деталям.

Ученые Сахалинского государственного университета работают над созданием модульного топливного элемента нового поколения, который может стать отечественной альтернативой импортным разработкам. И если для большинства людей словосочетание «биполярная титановая пластина» звучит как заклинание из фантастического фильма, то для инженеров это шанс сделать водородную энергетику дешевле, надежнее и гораздо практичнее.

Если сломалось — не выбрасывай, а почини

Главная особенность новой разработки — разборная конструкция.

Сегодня многие зарубежные топливные элементы устроены по принципу современной бытовой техники: что-то серьезно вышло из строя — проще менять весь узел целиком. Такой подход удобен производителю, но далеко не всегда радует владельца оборудования.

Сахалинские инженеры решили пойти другим путем. Они создают конструкцию, в которой можно заменить только поврежденный мембранно-электродный блок, не трогая самый дорогой элемент устройства — титановую биполярную пластину.

Иными словами, вместо дорогостоящей замены всего агрегата достаточно будет провести локальный ремонт. Почти как заменить колесо на автомобиле, а не покупать новую машину.

Титан против водорода

Правда, водород — крайне капризный сосед.

Он способен проникать в структуру металла и буквально делать его хрупким. Это явление инженеры называют водородным охрупчиванием, и именно оно долгие годы остается одной из главных проблем всей отрасли.

Чтобы победить этот эффект, сахалинские ученые разрабатывают специальные защитные покрытия для титановых пластин толщиной до трех миллиметров. Они должны не позволить водороду разрушать металл даже при длительной эксплуатации.

Одновременно специалисты используют современные методы вычислительной гидродинамики — CFD-моделирование. Проще говоря, компьютер просчитывает движение газов и охлаждающих потоков внутри устройства, помогая инженерам найти идеальную форму каналов.

Цель вполне амбициозная — добиться равномерного распределения тепла минимум на 90 процентов. Это позволит избежать локального перегрева и значительно увеличить срок службы оборудования.

Работать должно хоть в пустыне, хоть в Арктике

Разработчики уверены, что новый топливный элемент сможет одинаково уверенно чувствовать себя и в южной жаре, и в арктических морозах.

Предполагается, что такие установки смогут использоваться сразу в нескольких направлениях:

• на железнодорожном, морском и карьерном транспорте;
• для энергоснабжения удаленных населенных пунктов и арктических территорий;
• в качестве резервных источников питания для промышленных предприятий.

Особенно символично, что именно Сахалин становится площадкой для подобных проектов. Регион уже несколько лет называют одним из главных российских центров развития водородной энергетики, а теперь появляются и собственные технологические решения.

Не только технология, но и люди

Исполняющий обязанности ректора СахГУ Алексей Огнев отмечает, что создать современную технологию — лишь половина задачи.

По его словам, без подготовки квалифицированных инженеров никакой технологический рывок невозможен. Именно поэтому тема кадров станет одной из ключевых на международном форуме «Энергия Сахалина», где университет, представители бизнеса и власти будут обсуждать, каких специалистов потребует энергетика будущего.

Пока лаборатория, завтра — промышленность

Сегодня проект находится на стадии технологической готовности TRL 4–5. За сухими цифрами скрывается вполне понятный смысл: ученые уже вышли за пределы теоретических расчетов и переходят от лабораторных прототипов к испытаниям, максимально приближенным к реальным условиям эксплуатации.

Работа ведется в рамках программы «Приоритет 2030» при поддержке Российского научного фонда. По итогам исследований разработчики намерены подготовить полный комплект конструкторской документации и изготовить три опытных образца.

Партнерами проекта выступают группа компаний «ИнЭнерджи», Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, а также компания «Инженерная Среда Трансфера Образовательных Компетенций».

Когда будущее перестает быть фантастикой

Еще совсем недавно водородная энергетика казалась чем-то из мира научной фантастики — рядом с летающими автомобилями и роботами-дворниками. Сегодня же оказывается, что путь к энергетике будущего может начинаться не в Кремниевой долине и не в японских лабораториях, а на острове Сахалин.

И, пожалуй, в этом есть своя ирония. Пока кто-то продолжает покупать зарубежные технологии, сахалинские инженеры делают ставку на собственные разработки. Причем такие, которые можно не только запустить в работу, но и… спокойно разобрать, починить и снова собрать. Иногда именно возможность открутить несколько болтов оказывается самым настоящим технологическим прорывом.

Автор Родион Шестипятов

Читайте нас в МАКСе

Новости по теме которые могут быть интересны:

Изображение

Изображение