Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологий, создание энергоустановок модульного типа на основе твердополимерных топливных элементов, включая инфраструктуру.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.467.11.5006
Продолжительность работ
2005 - 2006, 15 мес.
Бюджетные средства
70 млн
Внебюджетные средства
0 млн

обеспечение децентрализованного (в том числе аварийного) энергообеспечения и обеспечение транспортных средств экологически чистыми модульными энергоустановками мощностью до 10 кВт (э) на основе топливных элементов с твердым полимерным электролитом, работающих на водороде, конвертированных углеводородных топливах и воздухе, и создание инфраструктуры соответствующего топливообеспечения.

Соисполнители

Этапы проекта

1
01.09.2005 - 08.12.2005
В результате проведенных НИР и ОКР были разработаны технологии энергоустановки модульного типа на основе твердополимерных топливных элементов. Результатом исследований и разработок на данном этапе была разработка МЭБ характеристики которого позволят создать энергоустановку с требуемыми параметрами.
Были разработаны технологии модификации мембраны, разработаны растворы иономера, катализаторы ,углеродные коллектора тока, разработаны технологии создания каталитической композиции и технологии нанесения каталитического слоя, технология интегрированного МЭБ и установки
В рамках данного этапа разработаны: технический регламент «Изготовление композиционной мембраны», технический регламент «Изготовление электрокатализаторов для твердополимерного топливного элемента», технический регламент: «Изготовления мембранно-электродных блоков», проектная документация на МЭБ, акт испытаний МЭБ, отчет по исследованиям молодых ученых, отчет о патентных исследованиях,акт о покупке оборудования ,бизнес план, технический регламент на получение сульфосодержащего сополимера с повышенным содержанием функциональных групп.
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
Мероприятие 1.7
Развитие приборной базы для комплексных исследований ЭУ с ТЭ и их основных систем и оборудования.

Мероприятие 1.9
Проведение молодыми учеными исследований по оптимизации наноструктурных электрокатализаторов на основе Pt на углеродном носителе различных типов (сажа, нанотрубки, нановолокна), их электрокаталитических свойств в ТЭ с ТПЭ и режимов работы систем ЭУ.

Мероприятие 1.10
Участие аспирантов и студентов в исследовании по оптимизации тепломассообменных процессов в твердополимерных топливных элементах (ТПТЭ) и режимов работы систем ЭУ. Исследование водного баланса ячейки ТЭ.

Мероприятие 2.2
Разработка комплексных методов экспресс-тестирования ресурсных параметров компонентов топливных элементов и выпуск технических регламентов.
Наработка растворов полимера для изготовления полномасштабных МЭБ для образца БТЭ мощностью до 10 кВт.
Разработка технологии и изготовление образцов новых модифицированных мембран на основе полимеров с повышенным содержанием функциональных групп.
Разработка и изготовление оборудования и оснастки для производства полномасштабных образцов БП. Изготовление БП для образца БТЭ мощностью до 10 кВт.
Изготовление полномасштабных МЭБ для образца БТЭ мощностью до 10 кВт.
Разработка конструкторской документации на составные части ЭУ.
Изготовление и предварительные испытания составных частей ЭУ, включая батарею ТЭ, а также блока конверсии топлива.
Развернуть
3
01.07.2006 - 20.12.2006
Цель работы - обеспечение децентрализованного (в том числе аварийного) энергообеспечения и обеспечение транспортных средств экологически чистыми модульными энергоустановками мощностью до 10 кВт (э) на основе топливных элементов с твердым полимерным электролитом, работающих на водороде, конвертированных углеводородных топливах и воздухе, и создание инфраструктуры соответствующего топливообеспечения. Технологии, энергоустановки и инфраструктура топливообеспечения предназначены для использования в областях малой энергетики и в экологически чистом транспорте.
Проведено развитие приборной и испытательской базы, приобретено современное исследовательское оборудование, созданы установки для проведения комплексных физико-химических исследований БКТ и электрохимических исследований МЭБ.
Разработана технология создания компонентов батареи топливных элементов, в том числе, интегрированного МЭБ, включающая в себя технологии получения наноструктурных катализаторов, изготовления протонпроводящих полимеров, модифицированных растворов и мембран, разработку конструкции и технологии изготовления интегрированных МЭБ. Разработаны технологии изготовления биполярных пластин, герметизирующих узлов и сборки БТЭ. Разработаны комплексные методы экспресс тестирования ресурсных параметров компонентов ТПТЭ.
Разработана, изготовлена и испытана энергоустановка модульного типа мощностью 10 кВт (э) на основе топливных элементов с ТПТЭ, включая разработку, изготовление и испытания блока конверсии углеводородного топлива (жидкого и газообразного).
В работах по проекту участвовали молодые ученые (20 человек) и аспиранты (11 человек), проведшие исследования и разработки компонентов МЭБ и оптимизацию тепломассообменных процессов в энергоустановке. Осуществлялась подготовка научных кадров высшей квалификации, одна кандидатская диссертация была защищена, одна в срок представлена к защите. По тематике проекта в 2005-2006 г.г. было защищено 10 дипломных работ специалистов.
Разработана конструкторская документация на типоряд энергоустановок модульного типа мощностью до 100 кВт, проведены работы по подготовке первой очереди опытного производства модульных ЭУ, разработаны технические требования к инфраструктуре топливообеспечения энергоустановок на базе ТПТЭ. Разработан бизнес-план по коммерциализации ЭУ. Показано, что разработанная в проекте конструкция модульной ЭУ с ТЭ позволяет обеспечить цену не более 15000 руб./кВт в условиях массового выпуска энергоустановок (более 1000 в год) на современном высокотехнологичном производстве.
При выполнении работ по созданию МЭБ, БТЭ и ЭУ предложен и реализован ряд оригинальных технологических решений, обладающих новизной, по которым оформлены 2 заявки на изобретение и НОУ-ХАУ.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.3 Прикладные разработки в рамках системы приоритетных направлений
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"
профинансировано
Тема
Разработка технологий, создание энергоустановок модульного типа на основе твердополимерных топливных элементов, включая инфраструктуру
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
70 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка научно-технических решений по созданию обратимых топливных элементов с твердым полимерным и твердым оксидным электролитом, создание и испытание лабораторных образцов модулей обратимых топливных элементов мощностью 0,5 кВт
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
2
Тема
«Разработка опытной универсальной модульной экологически чистой водородной паротурбинной энергоустановки с механическим приводом на валу мощностью до 5 МВт»
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1
Тема
Электролизные системы получения водорода из воды с твердым полимерным электролитом
Продолжительность работ
2007 - 2009, 29 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
4
Тема
Создание научно-технического задела по нетрадиционным технологиям децентрализованного получения водорода из органического сырья и воды.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 16 мес.
Бюджетные средства
24 млн
Количество заявок
8