Химическое разложение воды на водород в гетерогенных алюминий содержащих композициях

29.12.2014 2014 - №04 Материалы и ядерная энергетика

В.К. Милинчук В.И. Белозеров О.А. Ананьева Т.Е. Ларичева  Т.Е. Куницына

https://doi.org/10.26583/npe.2014.4.04

Исследованы кинетические закономерности и механизм химического разложение воды на водород в гидрореакционных гетерогенных системах, содержащих алюминий, алюминиевые сплавы и химические соединения (жидкое натриевое стекло или негашеная известь), придающие водному раствору щелочной характер. В основе эндотермического процесса разложения воды на водород в гетерогенных композициях с алюминием и жидким натриевым стеклом лежит гидролиз силикатной соли, реакция гидроксида натрия с поверхностной тонкой пленкой оксида алюминия Al2O3 и реакция восстановления водорода из воды активированным алюминием. В композиции алюминий-негашеная известь экзотермический процесс генерации водорода включает в себя удаление защитного оксидного слоя в реакции оксида кальция с оксидом алюминия, образование гидроалюминатов кальция и взаимодействие активированного алюминия с водой. Скорость образования и выход водорода зависят от соотношения констант скорости реакций гашения извести и скорости удаления с поверхности алюминия оксидной пленки. Гетерогенная композиция генерирует водород при условии, чтобы скорость удаления оксидной пленки была больше скорости гашения извести, что достигается оптимальным соотношением количества алюминия, негашеной извести и воды. Предельный выход водорода в композициях, содержащих оптимальное количество металла, жидкого натриевого стекла или негашеной извести, составляет 1.2 л водорода на 1 г алюминия.

Ссылки

1. Физическое материаловедение. Т. 8. Конструкционные материалы ядерной техники / Б.А. Калин, П.А. Платонов, Ю.В. Тузов, И.И. Чернов, Я.И. Штромбах. – М.: НИЯУ МИФИ, 2012. – 736 с.
2. Шилина А.С., Милинчук В.К. Физико-химические процессы получения водорода и адсорбента, соответствующие принципам «зеленой» химии. // Альтернативная энергетика и экология – ISJAEE. 2009. № 10. C. 10 – 14.
3. Милинчук В.К., Шилина А.С., Ананьева О.А., Куницына Т.Е., Пасевич О.Ф., Ларичева Т.Е. Исследование экологически безопасных, энергосберегающих способов получения водорода химическим разложением воды. // Альтернативная энергетика и экология – ISJAEE. 2012. № 4. C. 49 – 54.
4. Милинчук В.К., Белозеров В.И., Шилина А.С., Ананьева О.А., Куницына Т.Е., Гордиенко А.Б. Исследование генерации водорода при взаимодействии алюминия с водными растворами. // Известия вузов. Ядерная энергетика. № 2, 2013. С. 39 - 46.
5. Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции. НП-040-02.
6. Справочник по ядерной энерготехнологии: Пер. с англ. / Ф. Ран, А. Адамантиадес, Дж. Кентон, Ч. Браун; под ред. В.А. Легасова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 752 с.
7. Химическая энциклопедия. Редкол.: Кнуньянц И.Л. и др. – М.: Советская энциклопедия, 1990. – Т. 2. – 611 с.
8. Рощектаев Б.М. Водно-химический режим АЭС с реакторами ВВЭР-1000 и РБМК-1000. Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2010. – 132 с.
9. Mitigation of hydrogen hazards in severe accidents in nuclear plants. International atomic energy agency. Vienna, 2011.

вода водород алюминий алюминиевые сплавы оксид алюминия оксид кальция жидкое натриевое стекло негашеная известь