Українська енергетична стратегія — воднева паливно-комірчана технологія
Паливно-комірчані технології не тільки дозволили з’єднувати людей між континентами через океани і здійснювати космічні подорожі, а й значно, у рази(!) скорочувати витрати вуглеводнів на виробництво електрики і відповідно зберігати довкілля, що вже привело до нового енергетичного переходу, а з ним і до переходу до «водневої економіки», що у Європі набуло бурхливого розголосу.
Паливна комірка є електрохімічним пристроєм, який, поєднуючи паливний газ (водень, чадний газ, будь-який вуглеводневий газ, сірководень чи метангідрат Чорного моря, шахтний метан чи металургійний газ, аміак чи його сполуки) з окиснювачем (кисень з повітря тощо), виробляє електрику, тепло, воду і гази — оксиди речовин, сполучених з воднем у паливі тощо.
Пов’язують започаткування і успіхи у розвиткові паливних комірок в Україні з українським вченим Оганесом Давтяном, якого Чесько-Словацька академія наук свого часу представляла до Нобелівської премії. Він вперше у світі розробив середньо-температурну паливну комірку — базову складову сучасних електрохімічних генераторів струму. Відродилися комірки вже на початку нового тисячоліття в Інституті проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича та Інституті високомолекулярних сполук НАН України у той час, коли у світі вже почалося їхнє впровадження у цивільне життя. Це фактично співпало з тим часом, коли стало зрозуміло, що у паливно-комірчаній ґалузі настав час для матеріалознавців.
Дослідження з розроблення і вивчення керамічних паливних комірок (КПК) розпочалися ініціативно у 2001 р. З тих пір, фахівці створеної лише у 2015 р. Лабораторії керамічних паливних комірок ІПМ у співпраці з колегами інших дослідних установ України та світу за порівняно короткий термін досягли значних результатів. Вони фактично першими у світі й висловили ідею структурної оптимізації комірок, де вже мають успіхи у її здійсненні.
Україна вже пройшла свій шлях «Від порошку до електричної потужності». Комплексні дослідження структури та властивостей електроліту з двоокису цирконію, легованого скандієм та ітрієм, анодних композитів NiO-ZrO2 та Ni-ZrO2
|
в залежності від властивостей вихідних порошків ZrO2, вмісту NiO та умов виготовлення з них анодних електродів керамічної паливної комірки, вперше надали нам низку матеріалознавчих властивостей.
Українські науковці мають істотний доробок у розробленні як матеріалів, так і повних КПК з української сировини. Вони були першими, хто вже в незалежній Україні відновили секретні раніше паливно-комірчані дослідження і виготовили першу цирконієво-керамічну паливну комірку. У співпраці з провідними фахівцями світу та за фінансової підтримки НАТО і Європейського Союзу були розроблені цирконієво-керамічні електроліти складу 10Sc1CeSZ, які фахівцями визнані як одні з найкращих у світі за своєю електричною провідністю, а застосування електронно-променевого осадження плівок електроліту на поруватий анод NiO-ZrO2 забезпечує коміркам високу загальну питому провідність 0,65 ом·см2 при 600 °С та низьке натікання гелію менше за 10–4 мбар·л·cм-2·с-1.
У 2019 р. доктор фізико-математичних наук О. Д. Васильєв ініціював і 2020 р. очолив при НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського» спільний між ІПМ і КПІ Центр енергетики майбутнього. Завданням Центру є просвітницька діяльність, підготовка фахівців, розвиток паливно-комірчаних і водневих технологій та виробництв для водневої енергетики та економіки. Разом з колегами сформульована і вже оприлюднюється «Українська енергетична стратегія», за якої електрику і тепло для країни пропонується виробляти з наявних у її Землі та на її поверхні відновлюваними рослинами і її Чорному морі газів, розчинених та сконденсованих у гідратах чи сірководні, за технологіями паливних комірок, що забезпечить і убезпечить енергетичну безпеку і стале економічне зростання України як високотехнологічної екологічно чистої потуги світу.
|
