Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка программного комплекса для оценки эффективности систем хранения водорода на основе однослойных углеродных нанотрубок

ФИО: Дементьева Н. А.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: Громов Сергей Владимирович

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Автоматизированных систем управления

Академическая группа: МИТ-11-1

Одной из наиболее перспективных областей применений водорода является использование его в качестве топлива для автотранспорта. Обладая высокой удельной теплотой сгорания (121 МДж/кг), он более чем в 2,5 раза превосходит по этому показателю другие виды топлива (бензин, дизель, метан). Кроме того, водород относится к экологически чистым видам топлива, поскольку в результате его использования образуется безвредный водяной пар. В настоящее время существует несколько технических проблем, препятствующих широкому использованию водорода в топливных элементах транспортных средств, наиболее существенными из которых является отсутствие безопасных и эффективных способов хранения водорода.

Наиболее перспективные направления для хранения водорода это металлические гидриды и материалы на основе углерода. Сорбенты на основе углеродных нанотрубок обладают высокой удельной площадью поверхности, низкой массовой плотностью

На данный момент нет такого программного продукта, который позволял бы сразу моделировать структуру сорбента, свойства, сорбционные процессы, проводить анализ эффективности, выходить на заданные характеристики.

Поэтому в результате программный комплекс будет основан на комплексной математической модели процессов взаимодействия углеродных нанотрубок с водородом. Математическая модель будет получена из двух подходов: 1) квантово-химического 2) подход на основе механики и использования экспериментальных данных о взаимодействии между микроскопическими частицами. Будут проведены такие расчеты, как сорбционно-кинетические и электронно-обменные свойства однослойных углеродных нанотрубок. с использованием методов Хартри-Фока, Бранауэра-Эммета-Теллера, теории функционала плотности, Монте-Карло и других. Это позволит рассчитать молекулярные свойства, электростатические потенциал, электронную и спиновую плотность.