Научная тема: «РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ СОЗДАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ АЛЮМОВОДОРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ»
Специальность: 01.04.14
Год: 2013
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Оригинальный по принципу измерения метод получения адсорбционных изотерм, в котором в специальных условиях определяется изменение массы адсорбата без прямого измерения или задания давления его паров. Результаты тестовых измерений и расчетов распределений пор по размерам в сравнении с независимыми методами.
  2. Результаты изучения особенностей формирования пористой структуры углеродных газодиффузионных воздушных электродов топливных элементов по ходу их изготовления с целью выявления влияния технологических параметров производства электродов на их характеристики.
  3. Результаты изучения факторов, влияющих на скорость и степень превращения в реакциях окисления алюминия водой, и образующейся пористой структурой оксидов для целенаправленного регулирования скорости получения водорода, а также формирования структуры и других свойств оксидов с целью их потенциального использования.
  4. Результаты теоретического и экспериментального рассмотрения влияния на закономерности ламинарного течения через пористые среды температуры, вязкости, полярности и других свойств флюидов, радиуса и поверхностных свойств пор. Предложенное математическое уточнение выражений для проницаемости и физическая картина течения в поре, позволяющие с единых позиций объяснить как разнонаправленные монотонные, так и экстремальные температурные зависимости проницаемости пористых сред, а также изменение реологических свойств жидкости в порах.
  5. Устройство, принцип действия и результаты экспериментального изучения закономерностей работы легкосменного микрогенератора водорода картриджного типа на основе окисления активированного алюминия водой для портативных источников тока.
  6. Результаты экспериментального изучения работы водородно-воздушного топливного элемента с твердым полимерным электролитом со свободным доступом воздуха в условиях регулируемого массообмена для определения оптимальных токовых нагрузок и способов подвода воздуха.
  7. Результаты изучения особенностей работы системы на основе батареи водородно-воздушных топливных элементов, алюмоводного микрогенератора и металлогидридного накопителя водорода, позволяющей повысить эффективность использования алюминия в картриджах за счет увеличения скорости его окисления, накопления избытка водорода в буферном накопителе и дальнейшего использования водорода в топливных элементах.
  8. Результаты анализа научно-технических принципов создания технологий, используемых в установках на основе реакторов гидротермального окисления алюминия непрерывного действия, результаты экспериментального исследования продолжительной работы в автономном режиме алюмоводородной когенерационной энергоустановки для производства электрической энергии (постоянного и переменного тока), устройство энерготехнологической установки для производства тепловой энергии, водорода и оксида алюминия.
  9. Результаты анализа некоторых технико-экономических аспектов применения алюминия в энергетике при условии снижения его стоимости, в том числе, путем создания замкнутого топливного цикла использования алюминия для получения энергии у потребителя и последующей его регенерации.
Список опубликованных работ
1.Школьников Е.И., Волков В.В. Получение изотерм десорбции паров без измерения давления // Доклады РАН. Физ. Химия. 2001. Т. 378. № 4. С. 507-510.

2.Школьников Е.И. Сидорова Е.В. Аналитическое уравнение для расчета распределений пор по размерам из адсорбционных данных // Доклады РАН. Физ. Химия. 2007. Т.412. № 3. С. 357-360.

3.Shkolnikov E.I., Sidorova E.V., Malakhov A.O., Volkov V.V., Julbe A., Ayral A. Estimation of pore size distribution in MCM-41-type silica using a simple desorption technique // Adsorption. 2011. Vol. 17. №6. P. 911-918.

4.Шайтура Н.С., Школьников Е.И., Григоренко А.В., Клейменов Б.В. Особенности структурообразования саже-фторопластовых газодиффузионных слоев воздушных электродов топливных элементов // Электрохимическая энергетика. 2008. Т.8, №2. С. 67-72.

5.Ларичев М.Н., Шайтура Н.С., Колокольников В.Н., Ларичева О.О, Школьников Е.И. Окисление алюминиевого порошка АСД-4 водой. Возможности химической и физической активации процесса, получение наноразмерных продуктов окисления // Изв. РАН. Энергетика. 2010. № 2. С. 85-104.

6.Shaytura N.S., Laritchev M.N., Laritcheva O.O., Shkolnikov E.I. Study of texture of hydroxides formed by aluminum oxidation with liquid water at various activation techniques // Current Appl. Phys. 2010. Vol. 10. P. 66-68.

7.Ларичев М.Н., Шайтура Н.С., Колокольников В.Н., Ларичева О.О, Школьников Е.И., Артемов В.В. Получение наноструктурных продуктов при окислении микронного порошка алюминия водой в ультразвуковом поле // Перспективные материалы. 2010. № 9. С.

8.Shkolnikov E.I., Shaitura N.S., Vlaskin M.S. Structural properties of boehmite produced by hydrothermal oxidation // The Journal of Supercritical Fluids. 2013. Vol. 73. P. 10-17.

9.Школьников Е.И., Ковтунов С.Н., Волков В.В. Уточнение выражений для проницаемости пористого слоя при вязком течении газов и жидкостей под действием перепада давления // Коллоид. журн.1996. Т. 58. №4. С.553-559.

10.Школьников Е.И., Родионова И.А., Солдатов А.П., Julbe A., Волков В.В. Взаимосвязь транспортной пористой структуры с гидродинамической проницаемостью неорганических мембран // Ж. физ. хим. 2004. Т. 78. №5. С. 943-947.

11.Солдатов А.П., Школьников Е.И., Рогайлин М.И., Родионова И.А., Паренаго О.П., Волков В.В. Пироуглеродная модификация композиционных неорганических мембран // Ж. физ. хим. 2004, Т. 78. №9. С. 1659-1664.

12.И.А.Родионова, Е.И.Школьников, В.В.Волков. Влияние свойств жидкости на коэффициент гидродинамической проницаемости // Коллоид. Ж., 2005, том 67, №4, с. 1-9.

13.Жук А.З., Клейменов Б.В., Школьников Е.И. и др. Алюмоводородная энергетика / Под ред. А.Е. Шейндлина. М.: ОИВТ РАН. 2007. 278 с.

14.Sheindlin A.E., Shkolnikov E.I, Zhuk A.Z. Hydrogen cartridges for fuel cell-based power sources // Fuel Cell Science & Technology: Scientific Advances in Fuel Cell Systems. Turin. 2006. P. 6.1.

15.Пармузина А.В., Кравченко О.В., Булычев Б.М., Школьников Е.И., Бурлакова А.Г. Исследование реакции окисления активированного алюминия водой – метод получения водорода // Изв. РАН. Сер. Химия. 2009. № 3. С. 483-488.

16.Шейндлин А.Е., Школьников Е.И., Пармузина А.В. (Илюхина А.В.), Тарасова С. А., Янушко С.А., Григоренко А.В. Микрогенераторы водорода на основе окисления алюминия водой для портативных источников тока // Известия РАН. Энергетика, 2008. № 3. С. 28-35.

17.Школьников Е.И., Янушко С.А., Тарасова С.А., Пармузина А.В. (Илюхина А.В.), Илюхин А.С., Шейндлин А.Е. Исследование работы алюмо-водного микрогенератора водорода для компактных источников питания // Электрохимическая энергетика, 2008. Т. 8. № 2. С. 86-91.

18.Ilyukhina A.V., Ilyukhin A.S., Shkolnikov E.I. Hydrogen generation from water by means of activated aluminum // International Journal of Hydrogen Energy. 2012. Vol. 37, № 21. P. 16382-16387.

19.Школьников Е.И., Власкин М.С., Илюхин А.С., Тарасенко А.Б. Особенности работы свободно дышащего топливного элемента с твердым полимерным электролитом в условиях ограниченного объема // Электрохимическая энергетика. 2007. т. 7. № 4. с. 175-182.

20.Школьников Е.И., Власкин М.С., Илюхин А.С., Тарасенко А.Б., Жук А.З. Источник питания мощностью 2 Вт на основе водородно-воздушных топливных элементов с твердым полимерным электролитом // Известия РАН. Энергетика. 2008. № 4. С. 76-85.

21.Shkolnikov E.I., Vlaskin M.S., Iljukhin A.S., Zhuk A.Z., Sheindlin A.E. 2 W power source based on air-hydrogen PEM FCs and water-aluminum hydrogen micro-generator // J. Power Sources. 2008. vol. 185. № 2. p. 967-972.

22.Власкин М.С., Школьников Е.И., Киселева Е.А., Чиненов А.А., Харитонов В.П. Способы поверхностной обработки титановых биполярных пластин водородно-воздушных топливных элементов // Электрохимическая энергетика. 2009. т. 9. № 3. С. 161-165.

23.Янилкин И.В., Школьников Е.И., Клямкин С.Н., Власкин М.С., Янушко С.А., Тарасова С.А., Булычев Б.М., Шейндлин А.Е. Комбинированная система питания топливных элементов на основе алюмоводного генератора и металлогидридного накопителя водорода // Изв. РАН. Энергетика. 2010. № 1. С. 85-95.

24.Киселева Е.А., Беренгартен М.Г., Севастьянов А.П., Школьников Е.И. Способ формирования мембранно-электродного блока портативного топливного элемента и его исследование // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2012. Т. 55. № 9. С. 86-90.

25.Шейдлин А.Е., Жук А.З., Клейменов Б.В., Школьников Е.И., Лопатин М.Ю. О возможности использования алюминия в энергетических установках // Известия Академии Наук. Энергетика. 2006. № 2. С. 3-11.

26.Zhuk A.Z., Kleymenov B.V., Shkolnikov E.I., Lopatin M.Yu. Use of low-cost aluminum for hydrogen production in hybrid energy systems // Journal of Power Sources. 2006. Vol. 157. P. 921 – 926.

27.Власкин М.С., Школьников Е.И., Лисицын А.В., Берш А.В. Термодинамический расчет параметров реактора окисления алюминия во влажном насыщенном паре // Теплоэнергетика. 2010. № 9. С. 60-66.

28.Берш А.В., Лисицын А.В., Сороковиков А.И., Власкин М.С., Мазалов Ю.А., Школьников Е.И. Исследование процессов генерации пароводородной смеси в реакторе гидротермального окисления алюминия для энергетических установок // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48. № 6. С. 908-915.

29.Жук А.З., Школьников Е.И., Мирошниченко В.И., Иванов П.П., Власкин М.С., Бузоверов Е.А. Производство энергии на базе низкотемпературных алюмоводородных технологий // Известия РАН. Энергетика. 2011. № 5. С. 26-37.

30.Шейндлин А.Е., Школьников Е.И., Жук А.З., Клейменов Б.В., Власкин М.С. Особенности энергетического использования алюминия // Известия РАН. Энергетика. 2011. № 6. С. 3-30.

31.Власкин М.С., Школьников Е.И., Берш А.В., Жук А.З., Лисицын А.В., Панкина Ю.В. Экспериментальная когенерационная энергетическя установка на основе гидротермального окисления алюминия // Известия РАН. Энергетика. 2011. № 6. С. 31-45.

32.Vlaskin M.S., Shkolnikov E.I., Lisicyn A.V., Bersh A.V., Zhuk A.Z. Computational and experimental investigation on thermodynamics of the reactor of aluminum oxidation in saturated wet steam // International J. Hydrogen Energy. 2010. Vol. 35. № 5. P. 1888-1894.

33.Vlaskin M.S., Shkolnikov E.I., Lisicyn A.V., Bersh A.V. Oxidation kinetics of micron-sized aluminum powder in high-temperature boiling water // International J. Hydrogen Energy. 2011. Vol. 36. № 11. P. 6484-6495.

34.Vlaskin M.S., Shkolnikov E.I., Bersh A.V., Zhuk A.Z., Lisicyn A.V., Sorokovikov A.I., Pankina Y.V. An experimental aluminum-fueled power plant // J. Power Sources. 2011. Vol. 196. № 20. P. 8828-8835.

35.Shkolnikov E.I., Zhuk A.Z., Vlaskin M.S. Aluminum as energy carrier: Feasibility analysis and current technologies overview // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011. Vol. 15. № 9. P. 4611-4623.

36.Школьников Е.И., Жук А.З., Булычев Б.М., М.Н. Ларичев, А.В. Илюхина, М.С. Власкин. Окисление алюминия водой для эффективного производства электроэнергии / Под ред. А.Е. Шейндлина. М: Наука, 2012. 173 с.