Відновлення енергозберігаючих паливних елементів після використанням їх в водневому середовищі

Abstract

Виконанні дослідницькі роботи по визначенню впливу на паливні елементи температури та зміни форми елементів (пластини) при контакті з воднем. Підтверджено, що формозміна пластини з градієнтного сплаву α-PdHn розвивається в два етапи. В результаті дослідження встановлено експериментальні закономірності індукованого воднем формозмінення паладієвої пластини, визначено, що при насиченні воднем в металі формується тимчасовий градієнтний матеріал «метал-водень» і завжди виникають водневі концентраційні напруження. Це в свою чергу забезпечує ефективне планування та визначення часу проникнення водню в метал. Допомагає контролювати зміну форми та дозволяє регулювати режими роботи паливного елемента. Визначено, що максимальний вигин пластини відбувається при постійній температурі, та визначається двома фундаментальними властивостями системи Pd-Н, а саме, коефіцієнтом дифузії і рівноважної розчинність водню в паладії. Проте при зміні температури змінюється коефіцієнт дифузії водню в паладії і рівноважна концентрація водню в паладії, що обумовлює температурну залежність остаточного вигину (умін) пластини та його змінення( як зростання так і зменшення) при її односторонньому насиченні воднем. Наукова новизна полягає у використанні відомого матеріалу паладію, який при контакті з воднем стає тимчасовим градієнтним сплавом зі змінними фізичними властивостями. Встановлено, що теплообмін в пластині і енергетична рівновага навколо пластини базуються швидкості на теплового потока, що виникає під час реакцій в паливних елементах і втратах тепла, які відбуваються в паливному елементі. Практична значущість роботи полягає у можливості використання розробленого алгоритму на практиці при виготовленні конкретних пристрів, що працюють на основі паливного елементу – водню з можливістю моделювання цього процесу в програмі MaСad. Та удосконаленням умов роботи паливних елементів та сенсорів водню, бо при низьких температурах має місце відносно невеликий залишковий вигин пластини, а відповідно і форми паливного елемента.