🌡Структуры, ассоциируемые с процессом адсорбции CO2 в позициях A и B в цеолите Ca-A, согласно результатам измерений методом порошковой нейтронной дифракции при температуре 10 K. (Серые, красные, синие, зелёные, оранжевые и фиолетовые шарики представляют собой атомы C, O, Na, Ca, Al и Si, соответственно).

👉Обратите внимание, что катионы в шестиугольных кольцах разупорядочены таким образом, что отдельно взятая молекула CO2 в позиции A может взаимодействовать с
✔️двумя атомами Na+,
✔️двумя атомами Ca2+
✔️или одним атомом Na+ и одним атомом Ca2+ (как показано на рисунке).
Молекула CO2, адсорбируемая в восьмиугольном кольце (позиция B), показана справа.

В развитие темы

Конструкция катушки

🚙И снова возвращаемся к разбору БПЭ. Форма и геометрия первичной и вторичной катушек отрицательно сказываются на работе системы.

👉Конструкция этих катушек оказывает существенное влияние на магнитную муфту; оптимизация конструкции соединителя может привести к повышению КПД на 50–100% по сравнению с некоторыми неоптимальными конструкциями. В настоящее время наиболее распространёнными формами катушек являются
📌круглые,
📌прямоугольные,
📌катушки DD,
📌катушки DDQ.

❗️Для усиления магнитного взаимодействия между обеими системами обычно добавляют ферритовые стержни. Однако они не образуют замкнутую линию магнитной индукции между первичной и вторичной системами.

👉Запатентованные технологии производства водорода методом парового риформинга в присутствии катализаторов предлагаются многими компаниями: Linde Engineering, Air Liquide Engineering & Construction, Haldor Topsoe.

👍В частности, по технологии SMR-X™ от Air Liquide Engineering & Construction получение водорода происходит без попутного производства пара, что отличает её от традиционной паровой конверсии метана бóльшим значением теплового КПД и меньшим выбросом CO2.

♨️В процессе парового риформинга обессеренное углеводородное сырье (природный газ, отходящий газ, ШФЛУ или нафта) подогревается, смешивается с паром и подвергается конверсии в водород, монооксид углерода и диоксид углерода. Смесь CO с паром подвергается конверсии, продуктами которой являются дополнительный водород и CO2. Затем водород отделяется путём адсорбции.

В развитие темы

Слова классика

- Моё мнение: водород — перспективное топливо будущего. И российские химики, зная сильные и слабые стороны водорода, работать с ним умеют.

Валентин Пармон
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/valentin-parmon-rossiya/

Дайджест «Глобальной энергии» за 5 - 9 сентября.

👉Выпуск по ссылке

📌Продолжаем приём заявок на международный медиаконкурс «Энергия пера»
📌Новый катализатор для производства биодизеля
📌Крупнейший в мире завод электролизёров
📌Суэц станет центром производства «зелёного» водорода
📌Китай укрепил роль лидера в строительстве надводных ветрогенераторов
📌Микрогидроустановка для промышленных потребителей
📌Медь вместо серебра: недорогая альтернатива для солнечной энергетики.

Любая достаточно продвинутая технология эквивалентна магии. (с) Артур Кларк

Микросети как агрегатор

💡Местные энергетические сообщества могут одновременно играть множество ролей на рынке электроэнергии, в том числе роль розничного продавца, производителя и т.д. Это позволит создавать локальные пулы обмена электроэнергией и работать на местных или децентрализованных рынках электроэнергии.

👉Со стороны оптового рынка и эксплуатации распределительных сетей местные энергетические сообщества обеспечивают агрегирование и координацию УРГ и портфеля гибких нагрузок, выступая по существу в качестве посредников для их участия в центральном энергетическом рынке. Конечно же, их рабочие задачи могут существенно различаться, а это влечёт за собой необходимость изучения влияния различных бизнес-моделей на экономику системы и на доходы потребителей.

❗️При этом очевидно, что данная роль требует оптимальной внутренней координации их энергетических ресурсов и потребления, а также оптимизации обмена энергией с оптовым рынком электроэнергии, что является одной из фундаментальных функций микросетей. С рыночной точки зрения микросеть можно рассматривать как агрегатор распределённых энергетических ресурсов, работающих за точкой общего присоединения (ТОП).

Египет ставит на «зелёное»

🇪🇬Проект Globeleq стал не первой инициативой в области «зелёного» водорода, заявленной в Экономической зоне Суэцкого канала. Ранее компания Masdar, принадлежащая государственному инвестиционному фонду ОАЭ Mubadala, подписала два меморандума с правительством Египта о строительстве электролизных установок общей мощностью 4 ГВт. Проект будет ориентирован на поставки водорода на европейский рынок, который в ближайшие годы станет одним из локомотивов прироста спроса на H2. По прогнозу S&P Global Platts, потребление водорода в ЕС к 2030 г. может увеличиться с 10 млн. т до 21 млн. т, в том числе за счёт роста спроса в промышленности (на 5,2 млн. т) и на транспорте (на 5,8 млн. т).

👉Одним из последствий роста интереса к «зелёному» водороду в Египте станет бум строительства ветровых и солнечных генераторов. По данным IRENA, суммарная мощность электростанций, работающих на энергии ветра и воды, по итогам 2021 г. составила в Египте 3,3 ГВт. Проект компании Globeleq увеличит этот показатель до более чем 12 ГВт.

Геотермальная энергия
Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

♨️Геотермальная энергия относится к возобновляемым источникам энергии и считается самым экологически чистым видом энергии, поскольку при её добыче не выделяются парниковые газы и не требуется большого количества земли.

👉Геотермальные ресурсы делятся на гидротермальные и петротермальные.
📌Гидротермальные ресурсы заключены в естественных коллекторах и представлены природными динамическими носителями тепловой энергии недр — геотермальными флюидами (вода, пар, пароводяная смесь). Их запасы относительно невелики.
📌Петротермальные ресурсы (или глубинное тепло) представляют собой часть тепловой энергии, которая заключена в скелете водовмещающих пород и в практически водонепроницаемых сухих горных породах. Сухие горячие породы находятся на глубинах 3÷10 км (и более), их температура достигает 350°С.

🤔Запасы именно петротермальной энергии практически неисчерпаемы, однако освоение этого вида энергии находится на стадии научных исследований и пилотных проектов в силу огромной сложности, сравнимой по масштабам с термоядом. Геотермальная энергия применяется как для производства электрической энергии, так и теплоснабжения, включая прямое использование тепла. Геотермальная энергии находится в числе самых дешёвых источников энергии.

❗️Несмотря на очевидную привлекательность, вклад тепла Земли в мировую энергетику пренебрежимо мал, что явно не соответствует его потенциалу.

Продолжение следует 

Автор: Сергей Владимирович Алексеенко, научный руководитель Института теплофизики СО РАН

Познавательная таблица элементов по степени их дефицитности

Например, алюминия у человечества ещё достаточно много, равно как железа или радия. А вот с серебром, гелиеми стронцием скоро могут начаться серьёзные перебои 🤔

Полезный VASP

☀️Упомянутый VASP рассматривается как модифицированный двухстадийный последовательный процесс, в котором второй этап заменён газофазной реакцией. Согласно этой методике, формирование пленки начинается с создания неорганического каркаса перовскитного материала с помощью осаждения раствора, а затем в данном месте происходит реакция между неорганическими веществами и желательными органическими парами, в результате чего образуется перовскитная плёнка.

👉Решающим фактором для формирования плёнки является температура источника, создающего соответствующее давление пара, при котором не происходит полного повреждения или разложения солей газообразных галогенидов. На динамику образования перовскита влияет также температура подложки. Другими словами, VASP использует кинетическую реактивность органических паров и термодинамическую стабильность перовскита в процессе роста кристаллов в месте осаждения. Следовательно, преимуществом этой технологии по сравнению с вакуумным осаждением или осаждением из раствора является включение органических компонентов в неорганический каркас при использовании пара, что предотвращает высокую скорость роста перовскита в процессе одновременного осаждения прекурсоров, а также возможную деградацию неорганического каркаса при погружении в органический раствор.

💪Таким образом, VASP позволяет получать перовскитные плёнки с
✔️полным покрытием подложки,
✔️малой шероховатостью поверхности
✔️и чётко определённым размером зёрен вплоть до микроразмеров.

Какие электролизёры преобладают❓

👉Если щелочные электролизёры используют для производства водорода жидкий раствор электролита, то электролизёры с протонообменной мембраной – твёрдый полимерный электролит.

🤔Однако оба типа установок работают при температуре не более чем 80 градусов, что и служит их главным отличием от твёрдооксидных электролизёров. Правда, последняя из трёх технологий недостаточно широко распространена. И проект Topsoe будет увеличивать её представленность в секторе.

🧮Пока же, по подсчётам МЭА, в 2020 г. глобальная мощность электролизёров составляла 286 МВт. Из них свыше 90% приходилось на
📌щелочные установки (176 МВт)
📌и электролизёры с PEM (89 МВт).

Ветер Поднебесной

🇨🇳Данные WFO в целом подтверждают тенденции прошлого года, когда Китай благодаря вводу 17,4 ГВт вышел на первое общемировое место по мощности действующих прибрежных ветроэлектростанций (ВЭС). Таким образом, КНР опередила Великобританию, где мощность «оффшорных» ВЭС выросла «лишь» на 2,3 ГВт.

👉Одним из драйверов развития отрасли в КНР вплоть до недавнего времени являлись «зелёные» тарифы, которые гарантировали поставщикам «чистой» энергии возможность подключения к общей сети, а также покупку всего объема генерируемого электричества по фиксированным ценам. Это обеспечивало китайским операторам прибрежных ВЭС более низкие операционные издержки ($35 на мегаватт-час выработки), чем их конкурентам в США ($25 на МВт*Ч).

❗️Действие «зелёных» тарифов было приостановлено в КНР в ноябре 2021 г. Однако на темпах строительства новых прибрежных ВЭС это пока не отразилось.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3332

Что делать при дефиците серебра❓

👍Разработка SunDrive может повысить доступность солнечной энергии в странах, не обладающих крупными запасами серебра. Мировым лидером по снижению затрат на строительство фотоэлектрических панелей остаётся Китай.

☀️По оценке МЭА, в 2020 г. удельная стоимость строительства солнечных электростанций
🇨🇳в КНР ($650 на киловатт мощности) была на 60% ниже,
🇺🇸чем в США ($1 100 на киловатт).
При этом Китай занимает второе место в мире по производству серебра, тогда как США – лишь восьмое (3 400 т против 1 000 т, согласно данным Statista за 2021 г.).

🔥 Уважаемые читатели! Представляем вашему вниманию цифровой сервис «FUELS Digest».

Данный сервис осуществляет глобальный мониторинг по более чем 500 источникам информации в области производства и применения топлив и присадок, а также разработок новых процессов и катализаторов!

Основные направления мониторинга сервиса «FUELS Digest»:
▪️Моторные топлива, в том числе бензины, дизельное, судовое и газомоторное топливо, авиакеросин и водород
▪️ Технологии получения топливных присадок и реагентов для нефтеперерабатывающих предприятий, а также перечень производителей и марок;
▪️Процессы и катализаторы нефтепереработки, нефтехимии, переработки биомассы и CCUS;
▪️ Транспорт, электротранспорт, топливные элементы, углеродный менеджмент;
▪️Отечественные и международные стандарты, российские НИОКР, новые и модернизированные топлива на рынке ЕАЭС.
📍Все найденные отчёты, статьи, патенты, конференции, презентации и бюллетени публикуются в открытом telegram-канале по ссылке: t.iss.one/FUELSdigest
📍Цифровой сервис разработан командой преподавателей и студентов РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.

📩По всем вопросам и предложениям можно обращаться к Шеф-редактору - Маховой Ульяне
[email protected]

Механизм работы трибоэлектрических генераторов

👉Традиционный подход к преобразованию механической энергии в электрическую основан на использовании электромагнитного генератора (ЭМГ). Принцип действия ЭМГ основан на законе электромагнитной индукции Фарадея, а на его выходе мы получаем низкое выходное напряжение и высокий выходной ток, поскольку выходное напряжение является произведением тока и внутреннего сопротивления металлических обмоток.

🤔Выходная мощность ЭМГ пропорциональна частоте вращения ЭМГ, поэтому он не эффективен для преобразования низкочастотной и низкоамплитудной механической энергии в электрическую. Для эффективного сбора низкоамплитудной, низкокачественной и низкочастотной энергии с высокой энтропией необходим, с целью удовлетворения мировых потребностей, революционный подход. Для достижения этих целей был изобретён трибоэлектрический наногенератор (ТЭНГ).

👍В ТЭНГ одновременно используются эффекты трибоэлектризации и электростатической индукции, что позволяет преобразовывать механическую энергию любой формы в электрическую с высоким КПД преобразования энергии. Преимуществами ТЭНГ являются
📌низкая стоимость,
📌простота изготовления,
📌разнообразный выбор материалов
📌и широкий спектр применения.

✊Наличие электростатического заряда, создаваемого на поверхностях в результате контакта сред, а также изменение пространственного распределения электростатических зарядов приводит к возникновению тока смещения, вызывающего под действием внешней силы поток электронов между двумя электродами. ТЭНГ основан на использовании тока смещения Максвелла в качестве движущей силы для эффективного преобразования механической энергии в электрическую энергию/сигнал, независимо от того, используются наноматериалы или нет.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3325

☀️🇨🇳Наглядная иллюстрация, того как КНР доминирует на рынке солнечных панелей. Китай производит большинство сырья для их изготовления и значительное количество непосредственно панелей. Если в 2010 году на Поднебесную приходилось 55% этого рынка, то сейчас - уже 84%.

Гидротермальный синтез в деталях

☀️Для формирования перовскитных плёнок применяется также гидротермальный синтез. Он стал передовой технологией для выращивания монокристаллов и выщелачивания металлов.

👉Гидротермальный синтез представляет собой синтез веществ, осуществляемый путём проведения химических реакций в герметичном, нагретом водном растворе при соответствующей температуре (100-1000°C) и давлении (1-100 МПа). По температуре реакции гидротермальный синтез подразделяется на две категории:
✔️реакция субкритического
✔️и сверхкритического синтеза.

🌡Реакция субкритического синтеза осуществляется в диапазоне температур 100-240°C, в то время как реакция сверхкритического синтеза проходит при гораздо более высоких температурах. Кроме того, для управления морфологическими особенностями получаемых материалов можно использовать низкое или высокое давление пара основного состава, участвующего
в реакции.

❗️Уникальность этой технологии заключается в том, что любой стабильный прекурсор, используемый в процессе, может разрушаться при относительно низкой температуре, что предотвращает обширную агломерацию, которую обычно вызывают твёрдофазные реакции при высоких температурах спекания. Учитывая тот факт, что гидротермальный синтез позволяет быстро смешивать прекурсоры для получения однородных продуктов с контролируемыми параметрами, он стал одним из наиболее предпочтительных и применяемых химических процессов для получения однородных плёнок перовскита.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3347

Вид сверху четырёх стандартных конфигураций катушек:

(а) круглая,
(b) прямоугольная,
(c) DD катушка,
(d) DDQ катушка.

В развитие темы

Металл-органические каркасные структуры (MOF)

🧽Продолжаем тему физических сорбентов для улавливания углерода из воздуха. Конкретно MOF представляют собой особый класс пористых, кристаллических, пространственно-протяженных твёрдых тел, содержащих ионы или кластеры металлов, связанных органическими лигандами.

👉Физисорбционное улавливание CO2 в MOF осуществляется главным образом следующими двумя основными механизмами:
📌открытыми для связей (координационно ненасыщенными) металлическими центрами
📌и полярными взаимодействиями в микропорах.

1️⃣Первый механизм, примером которого является Mg2(dobdc) (Mg-MOF-74), использует сильное электрическое поле вокруг координационно ненасыщенных ионов металлов для связывания CO2 с высокой теплотой адсорбции [~40 кДж·моль-1 в Mg2(dobdc)]. Такие каркасные структуры способны улавливать углекислый газ даже при повышенных температурах (60°C), но, вместе с тем, требуют высоких температур для регенерации MOF (порядка 140°C), позволяющих легко высвобождать CO2. Кроме того, многие открытые для связей металлические центры являются реактивными по отношению к различным веществам, включая воду, что приводит к снижению поглотительной способности MOF и декомпозиции каркасных структур во влажных условиях эксплуатации.

2️⃣Второй механизм, представленный NbOFFIVE-1-Ni, характеризуется микропорами, удачно вмещающими молекулы CO2, и полярными функциональными группами, совместно усиливающими связывающую способность по отношению к захватываемым молекулам углекислого газа (теплота адсорбции: 54 кДж/моль, NbOFFIVE-1-Ni). Такие каркасы менее подвержены деградации поглотительной способности во влажных условиях, по сравнению с предыдущим представленным типом MOF, хотя многие примеры всё же демонстрируют небольшое снижение эффективности поглощения CO2 при значительном количестве технологических циклов.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3338

Производство водорода по технологии паровой конверсии метана без отвода пара SMR-X™

В развитие темы

Малави удвоит мощность ГЭС

🇲🇼Правительство Малави совместно с Международной финансовой корпорацией (IFC) Всемирного банка, французской энергокомпанией EDF и норвежской Scatec, специализирующейся на производстве возобновляемой энергии, подписала соглашение о строительстве гидроэлектростанции Мпатаманга мощностью 350 мегаватт (МВт). Это позволит увеличить мощность действующих в стране ГЭС с 374 МВт до 724 МВт.

🌊Проект будет реализован на крупнейшей в стране реке Шир, протяжённость которой составляет чуть более 400 км. Новая ГЭС обеспечит электроэнергией 2 млн. человек (при населении страны в 19,1 млн.) и будет ежегодно экономить 520 тыс. т углекислого газа, что эквивалентно трети годовых выбросов CO2 в Малави (1,5 млн т в год). Проект позволит частично решить проблему энергодефицита, которая остаётся для Малави хронической. По данным Всемирного банка, в городах Малави лишь 54% домохозяйств обладают доступом к электроэнергии, а в сельской местности – и вовсе 6,6%, при том что уровень урбанизации составляет в стране 18%.

☀️Помимо строительства новой ГЭС, Малави пытается улучшить ситуацию с энергоснабжением за счёт солнечных электростанций (СЭС), в том числе проектов Salima (в 75 км к востоку от столицы Лилонгве) и Golomoti (в 100 км к юго-востоку от Лилонгве) мощностью 60 МВт и 20 МВт соответственно.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/13/malavi-udvoit-moshhnost-gidroelektrostancij-za-schet-novoj-ges/