№ 43 Відділ водневої енергетики

В. о. зав. відділу старший науковий співробітник, канд. техн. наук

Авраменко Андрій Миколайович

E-mail: an0100@ukr.net

+38 057 349 47 35

Заступник керівника відділу :
Старший науковий співробітник, канд. техн. наук

Зіпунніков Микола Миколайович

 

Кадровий склад відділу:

Авраменко А.М. старш. наук. співроб. канд. техн. наук.
Соловей В.В. провід. наук. співроб. д-р техн. наук, проф.
Зіпунніков М.М. старш. наук. співроб. канд. техн. наук.
Чорна Н.А. старш. наук. співроб. канд. техн. наук., доц.
Лєвтєров А.М. старш. наук. співроб. канд. техн. наук, старш. наук. співроб.
Бганцев В.М. старш. наук. співроб. канд. техн. наук., старш. наук. співроб.
Воробйова І.О. голов. технолог
Інкуліс В.В. голов. програм.
Шевченко А.А. голов. інженер
Котенко А.Л. провід. інженер
Гладкова Н.Ю. провід. інженер
Семикін В.М. інженер І кат.
Кірєєва В.М. інженер І кат.
Голубенко Л.І. інженер ІІ кат.
Малько Н.І. інженер
Карасіченко М.М. інженер
Краско Я.В. технік

Історія створення відділу та найбільш вагомі досягнення

Відділ створено у 1974 р. на базі відділення Водневої енергетики ІПМаш НАН України, в 2016 р. до його складу було включено відділ поршневих енергоустановок, який бере свій початок з моменту створення інституту.

Відділу належить пріоритет у становленні та розробці концепції розвитку нового наукового напряму в теплоенергетиці – “металогідридна техніка та технологія”.

У рамках досліджень з цього напряму отримано нові дані, що розкривають механізм енергомасопереносу в процесах нестаціонарної взаємодії водню з металогідридами.

З використанням розробленого методу термодинамічної теорії збурень для молекулярної фази в системі «металогідрид – водень» визначено параметри фазових рівноваг в широкому діапазоні зміни режимних параметрів. Установлено і досліджено ізотопний ефект зниження потенціалу іонізації електронним ударом молекул водню з поверхні металогідридів і надано його кількісну оцінку.

Розроблено теоретичні основи металогідридної технології термохімічного компримування водню і запропоновано фізичну модель орто-пароконверсії його ізотопів та встановлено діапазон термодинамічних параметрів, які забезпечують емісію молекулярної компоненти водню в газову фазу в коливально-збудженому стані, що є ініціюючим фактором фізико-хімічних перетворень при трансформації енергії і забезпечує підвищення коефіцієнта використання паливно-енергетичних ресурсів та зменшення техногенного впливу на навколишнє середовище.

Уперше виявлено ефект автостабілізації електричного розряду в системі з металогідридним катодом. Встановлено вплив властивостей гідридоутворюючого матеріалу на характеристики автостабілізованого режиму розряду в схрещених EH полях, що забезпечує його ефективне застосування в прискорювальній техніці.

Розроблено теорію трансформації енергії за допомогою металогідридних енергоперетворювачів та побудови нових термодинамічних циклів, на базі яких створено зразки водневих енерготехнологічних установок поліфункціонального призначення.

За результатами фундаментальних досліджень робочих процесів поршневих ДВЗ при роботі на штатних та альтернативних паливах отримані закономірності формування шкідливих речовин та зроблено прогноз рівня їх викидів в атмосферу.

Розроблено методи та отримано практичні результати з визначення теплофізичних властивостей альтернативних палив для ДВЗ у широкому діапазоні тисків та температур.

Розроблено, виготовлено та випробувано в умовах експлуатації оригінальні зразки акумуляторів водню, встановлені на автомобілях різного класу (легкові, мікроавтобуси та вантажні), двигуни яких мали суттєво поліпшені показники токсичності. На основі теоретичних та експериментальних досліджень розроблено методи адаптації транспортних ДВЗ до використання бензоетанолу та біодизельного палива. Розроблено оригінальні способи підтримки стабільності біопалива на борту транспортних засобів і сформульовано рекомендації щодо поліпшення технології їх виготовлення.

За тематикою відділу опубліковано 12 монографій, 627 статей, 124 патенти.

 

Підготовка кадрів (кількість підготовлених докторів та кандидатів наук)

Підготовлено 12 докторів та 27 кандидатів наук з технічних та фізико-математичних спеціальностей.

Основні наукові напрями досліджень

  • Термодинаміка нерівноважних процесів отримання і використання водню
  • Термодинамічні та теплофізичні основи створення й оптимізації циклів з термохімічним стиском робочого тіла
  • Фізичне та математичне моделювання процесів взаємодії водню з гідридоутворюючими матеріалами
  • Тепломасообмін в газоплазмових процесах отримання та використання водню
  • Математичне моделювання робочих процесів та утворення шкідливих викидів у ДВЗ
  • Методи підвищення економічності, питомої потужності, ресурсу та зниження токсичності ДВЗ при використанні водню та альтернативних палив

 

Найважливіші публікації за напрямами досліджень

  • 1. Применение водорода для автомобильных двигателей / А. И. Мищенко. – Киев: Наук. думка, 1984. – 141 с.: ил.; 20 см. Режим доступу: https://search.rsl.ru/ru/record/01001192376
  • 2. Соловей В. В., Оболенский М. А., Бастеев А. В. Активация водорода и водородсодержащих энергоносителей.– Киев: Наук. думка, 1993. – 168 С.
  • 3. Маринин В. С. Теплофизика альтернативных энергоносителей. – НАН Украины. Ин-т пробл. машиностроения им. А.Н. Подгорного. – Харьков: Форт, 1999. – 212 с.
  • 4. Системы хранения и подачи водорода на основе твердых веществ для бортовых энергетических установок / Ю. А. Абрамов, В. И. Кривцова, В. В. Соловей. – Харьков.– 2002. – 277 с.
  • 5. Повышение энергоэффективности работы турбоустановок ТЭС и ТЭЦ путем модернизации, реконструкции и усовершенствования режимов их эксплуатации / Мацевитый Ю. М., Шульженко Н. Г., Голощапов В. В. и др.: Под общ. ред. ак. Ю. М. Мацевитого; НАН Украины, Институт проблем машиностроения. – Киев: Наук. думка, 2008. – 366 с.
  • 6. Товажнянский Л. Л., Кошельник В. М., Кошельник А. В., Соловей В. В. Интегрованные энергосберегающие теплотехнологии в стекольном производстве // Харьков: НТУ «ХПИ», 2008.– 628 с.
  • 7. Научные основы создания газотурбинных установок с термохимическим сжатием рабочего тела / Ю. М. Мацевитый, В. В. Соловей, В. Н. Голощапов, А. В. Русанов; НАН Украины, Институт проблем машиностроения. – Киев: Наук. думка, 2011. – 251 с.
  • 8. Экологизация автомобильно-дорожного комплекса и экологическое право: монография / Н. В. Внукова, В. В. Соловей, В. Г. Кононенко и др. – Х.: ФЛП Бровин А. В., 2015. – 264 с.
  • 9. Solovey V.V., M. Muminov, A. Basteev. Autonomous energy technological complex with hydrogen as the secondary energy carrier / International Scientific Journal “Alternative Energy and Ecology”. N 1(9), p.60-64, 2004. Режим доступу: http://naukarus.com/autonomous-energy-technological-complex-with-hydrogen-as-the-secondary-anergy-carrier
  • 10. Solovey V. V., Basteev A., Forfutdinov V. Autonomous energy techological complex tests in real geo-climate conditions / International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE №8(28) – 2005. – С. 52-55. Режим доступу:http://naukarus.com/autonomous-energy-techological-complex-tests-in-real-geo-climate-conditions
  • 11. Solovey V. V., Glazkov V. A., Pishuk V. K. Autonomous wind-hydrogen stations / Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials, T. N. Veziroglu et.al. (eds). – 2007 Springer.- PP. 861-865. Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/225622420_Autonomous_wind-hydrogen_stations
  • 12. Соловей В. В., Литвинов В. А. Термодинамические и технологические аспекты металлогидридной активации водорода / Научно-технический и производственный журнал «Технические газы». – 2013, № 3.– С. 55-59. Режим доступу: https://elibrary.ru/item.asp?id=21051695
  • 13. Vasiliev L. L., Solovei V. V.,. Kharlampidi D.Kh., Stachel A. A, Kujawa T., Tarasova V. A.,. Zhuravlev A. S, Tsitovich A. P., Kostenko E. V. Physical Processes and Technical Means for Using the Thermal Energy of Alternative Sources / Journal of Engineering Physics and Thermophysics, Vol. 88, No. 5, September, 2015. – P. 100 – 1109.76. Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/283045661_Physical_Processes_and_Technical_Means_for_Using_the_Thermal_Energy_of_Alternative_Sources
  • 14. Мацевитый Ю. М., Соловей В. В., Васильев А. И. Перспективы энерго- и ресурсосбережения на основе интеграционной модели развития территориально-промышленных комплексов / Технологический аудит и резервы производства – № 6/1(20), 2014. – С. 26-31. Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/283045661_Physical_Processes_and_Technical_Means_for_Using_the_Thermal_Energy_of_Alternative_Sources
  • 15. J. Kleperis, V. V. Fylenko, V. Solovey, M. Vanags, A. Volkovs1, L. Grinberga, A. Shevchenko, M. Zipunnikov / Self-sufficient PV-H2 alternative energy objects. Проблемы машиностроения. – 2016. – Т. 19, №4. – С. 62-68. Режим доступу: http://journals.uran.ua/jme/article/view/86822/82394
  • 16. Solovey V. V., Fylenko V. V., Tinti F., Shevchenko A., Zipunnikov M. Smart pv-H2 grid energy complex // Проблемы машиностроения. – 2017. – Т. 20, № 3.– С. 49-53. https://elibrary.ru/item.asp?id=21051695 http://journals.uran.ua/jme/article/view/113838/108408