Энергетика | 2017 ИФХЭ РАН

Энергетика

Картриджи на основе аккумуляторов соединений, разлагаемых с выделением водорода, представляют интерес в плане создания изделий и устройств для водородной энергетики. Для таких аккумуляторов значительный интерес представляют сорбенты с аминогруппами, способные связывать газообразные бороводороды в стабильные комплексы. В развитых странах в последние 15 лет выпускаются смолы на основе стиролдивинилбензола с привитыми пиридиновыми заместителями как поглотители бороводородов и смолы с комплексами с бороводородом типа ->N:BH3. Как рабочие элементы аккумуляторов они имеют ряд недостатков – большую массу и незначительную емкость, поскольку 1 грамм-моль аминогрупп приходится не менее, чем на 230 г матрицы развитой поверхности носителя – сорбента.

Перспективными носителями бороводородов в аккумуляторах могут быть полимерные сорбенты лигадными группами макроцикличиских полиаминоаминов типа N-замещенных подандов. Для их создания нами были получены образцы ПВХ – материалов с развитой поверхностью, матрица которой состоит из повторяющихся фрагментов этиламиноподандов.

Схема структуры этиламинопаданда, как повторяющегося фрагмента матрицы поверхности сорбентов – носителей бороводородов.

В таком фрагменте 1 грамм-моль аминогрупп приходится на 55 г. При контакте с газообразным В2Н6, каждый атом азота связывает по одной молекуле ВН3. Комплексы ->N:BH3 в свою очередь взаимодействуют с молекулами В2Н6 с образованием ассоциатов типа полиборанов. В результате каждая аминогруппа фрагмента фиксирует не менее двух молекул ВН3.

Водород из бороводородов получают путем разложения последних, например с помощью спиртов. Бороводороды, связанные этиламиноподандными матрицами развитых поверхностей, разлагаются при действии метиового, этилового, изопропилового спирта, этиленгликоля, диэтиленгликоля. Продуктами разложения являются соответствующие эфиры борной кислоты, которые экстрагируются из сорбента – носителя водой или полярными растворителями. Количество водорода, выделяемого из носителя, определяется количеством спирта.

Сорбент – носитель стоек к действию кислот, щелочей и многих лорганических растворителей. Сохраняет форму при температуре до 2000. Он может быть в виде порошка, ткани, пористых пленок или пластин, что позволяет варьировать конструкцией аккумуляторов.

Емкость сорбента зависит от площади развитой поверхности и свободного объема в полимерном материале, доступном молекулам бороводородов.

 
 
shadow shadow
Яндекс.Метрика