На Сахалине создают новый разборный водородный топливный элемент

Ученые Сахалинского государственного университета (СахГУ) разрабатывают прототип модульного топливного элемента с разборной конструкцией. Новая разработка позволит заместить импортные аналоги в сегменте водородной энергетики и упростит обслуживание оборудования. Об этом сообщили в пресс-службе университета.

В основе проекта инновационная биполярная пластина на основе титана. В отличие от традиционных зарубежных сварных аналогов, которые выходят из строя при малейшей поломке и не подлежат локальному ремонту, российская конструкция предполагает полную разборку. Это позволяет заменять мембранно-электродный блок без повреждения самого дорогостоящего элемента. По данным разработчиков, герметичность агрегата сохраняется на уровне до 2 атмосфер, а расчетный ресурс уплотнений превышает 10 тыс. часов непрерывной работы.

Ученые университета применяют методы вычислительной гидродинамики (CFD-моделирование) для оптимизации формы газовых и охлаждающих каналов. Итогом этой работы должно стать достижение равномерности распределения теплового потока не менее чем на 90%, что снизит риск локальных перегревов и повысит надежность устройства.

Особое внимание уделяется проблеме водородного охрупчивания металла. Для защиты титановых пластин толщиной до 3 мм разрабатываются специализированные покрытия, предотвращающие проникновение водорода в структуру материала и его разрушение в агрессивной среде. Технологическая готовность продукта на данный момент соответствует уровням TRL 4–5, что подразумевает переход от лабораторного прототипа к тестированию в условиях, приближенных к промышленным.

Новые топливные элементы найдут применение в трех ключевых отраслях: на транспорте (включая карьерную технику, железнодорожный и морской флот), в стационарной энергетике для удаленных и арктических территорий, а также в качестве резервных источников питания на промышленных объектах.

"Разработка отечественного топливного элемента с разборной конструкцией — это создание суверенных технологий для водородной энергетики. Мы формируем продукт, адаптированный к самым суровым климатическим условиям — от засушливых регионов до Арктики. При этом он будет экономичным и ремонтопригодным. Сахалинская область, являясь одним из пилотных водородных кластеров России, станет площадкой для внедрения этих решений. Однако технологический прорыв невозможен без квалифицированных инженерных кадров. Именно поэтому на предстоящем международном форуме “Энергия Сахалина” мы обсудим стратегию подготовки специалистов для энергетического сектора. Форум станет местом для диалога между университетом, работодателями и органами власти о том, как синхронизировать образовательные траектории с потребностями отрасли", — отметил и.о. ректора СахГУ Алексей Огнев. 

Разработка ведется в рамках стратегического проекта программы "Приоритет 2030" при грантовой поддержке Российского научного фонда (проект № 26−99−20053). По итогам исследований будет подготовлена конструкторская и технологическая документация, а также изготовлены три опытных образца. 

Индустриальными партнерами проекта выступают группа компаний "ИнЭнерджи", Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, а также "Инженерная среда трансфера образовательных компетенций", обладающая преференциями ТОР.