Ученые «Енисейской Сибири» улучшили технологию получения водородного топлива

Исследования были выполнены в лаборатории биотопливных композиций СФУ по государственному заданию Министерства науки и высшего образования России. Авторы исследования утверждают, что в условиях глобального потепления и снижения запасов природных ресурсов, развитие технологий утилизации и переработки отходов становится ключевым фактором для обеспечения устойчивого энергетического развития и экологической безопасности.

Один из способов переработки отходов — разложение органических и многих неорганических соединений на молекулы более простых веществ под воздействием высокой температуры — пиролиз. Пиролизом, например, можно получать водород из углеводородов.

Ученые из СФУ совместно с российскими и немецкими коллегами провели исследования, направленные на повышение эффективности процесса получения водорода из органических отходов промышленности. В ходе работы было установлено, что увеличение площади контакта между теплоносителем и сырьем в пиролизных реакторах может значительно повысить эффективность процесса.

Площадь была увеличена нанесением полусферических выступов на внутреннюю поверхность канала, по которым проходит теплоноситель.

«Подобный эффект в быту можно наблюдать при охлаждении чая. Когда мы переливаем чай из чашки в блюдце, то увеличивается контактная площадь и происходит более интенсивный теплообмен», — рассказал один из ведущих авторов исследования, младший научный сотрудник Лаборатории биотопливных композиций СФУ Олег Коленчуков.

По его словам, применение выступов способствует повышению теплообмена до 11,5% и увеличивает теплопередачу в среднем в 2,23 раза. Кроме того, вы — ступы создают внутри канала вихревые образования, что дополнительно усиливает теплообмен между теплоносителем и сырьем.

Сравнив показатели теплообмена и гидравлического сопротивления, ученые определили оптимальную комбинацию скорости потока и высоты выступов. Повышение эффективности теплообмена положительно влияет на качество получаемых водородосодержащих смесей и объемы производимого водорода, способствует снижению размеров реакторов, и минимизирует вторичные реакции разложения, тем самым уменьшая количество загрязняющих веществ, образующихся при пиролизе, утверждают ученые.