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
УДК: 620.9+544(075)
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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции. НП-040-02.
- 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.
- Химическая энциклопедия. Редкол.: Кнуньянц И.Л. и др. – М.: Советская энциклопедия, 1990. – Т. 2. – 611 с.
- Рощектаев Б.М. Водно-химический режим АЭС с реакторами ВВЭР-1000 и РБМК-1000. Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2010. – 132 с.
- 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