1Прохоров, ІЮ, 1Акімов, ГЯ, Радіонова, ОІ
1Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкина НАН України, Донецьк
Nauka innov. 2011, 7(6):17-32
https://doi.org/10.15407/scin7.06.017
Рубрика: Наукові основи інноваційної діяльності
Мова: Російська
Анотація: 
Наведено огляд світових тенденцій в галузі альтернативної енергетики за 2009-2012 рр. Виконано аналіз достоїнств та недоліків розроблюваних та комерційних натрієвих акумуляторів, метанолових комірок прямої дії та алюмінієво-повітряних батарей зі змінними електродами. Описано основні переваги метанолової енергетики в порівнянні з водневою. Наведено нові результати експериментальних досліджень керамічних бета-глиноземів з протонною провідністю. Запропоновано два нових способи постобробки керамічних мембран, що забезпечують величину іонної провідності на рівні кращих світових зразків при нехтовно малій електронній провідності. Зібрана та випробувана модель кімнатної метанолової паливної комірки прямої дії на основі мембрани з бета-глинозему. Зібрана та випробувана планарна модель алюміній-повітряної батареї з керамічним роздільником анодного і катодного відділень.
Ключові слова: альтернативна енергетика, алюміній-повітряна батарея, бета-глинозем, метанолова комірка, тверді електроліти
Посилання: 
1. Simmons G. Secretary Chu hosts FY 2012 budget briefing [Online publication] / DOE // DOE Blog. — Feb. 14, 2011. — Available online: http://blog.energy.gov/blog/2011/02/14/watch-live-130-secretary-chu-host...
2. Прохоров И.Ю. От топливных ячеек к водородным элементам: твердые электролиты и наноэлектроды / И.Ю. Прохоров, Г.Я. Акимов // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. — 2010. — № 3. — С. 66-75.
3. Smith D.L. Put some sunlight in your tank / California Institute of Technology // Engineering & Science. — 2009. — Vol. LXXII, № 2. — P. 21-26.
4. Burroughs C. Sunshine to petrol / Sandia National Laboratories // Sandia Technology. — 2008. — Vol. 9, № 4. — P. 2-3.
5. Jiao F. Nanostructured cobalt oxide clusters in mesoporous silica as efficient oxygen-evolving catalysts / F. Jiao, H. Frei / Lawrence Berkeley National Laboratory // Angewandte Chemie. — 2009. — Vol. 48, № 11. — P. 1841-1844.
6. U.S. Patent 3,996,064, Int. Cl. H 01 M 10/44, 10/00. Electrically rechargeable redox flow cell / L.H. Thaller (Ohio, U.S.A.). — Appl. 606,891; filed Aug. 22, 1975; publ. Dec. 7, 1976. — 6 p.
7. Turner J. Battery technology stores clean energy [Online publication] / NASA // NASA Spinoff. — 2008. — Available online: http://www.sti.nasa.gov/ tto/Spinoff2008/er_2.html
8. Whitaker D. The New Electricity Age / D. Whitaker / Siemens AG // Living Energy. — 2010. — Issue 3. — P. 1-15.
9. Прохоров И.Ю. Фотоэнергетика и водородная энергетика: возможности и достижения / И.Ю. Прохоров, Г.Я. Акимов // Nauka innov. 2009, 5(6):11-24
https://doi.org/10.15407/scin5.06.011
10. Montgomery M. United States renewable energy investment potential Part I [Online publication] / Dig Media Inc. // Rare Earth Investing News. — Feb. 14, 2011. — Available online: http://rareearthinvesting-news.com/2760/united-states-renewable-energy-i...
11. Advanced materials and devices for stationary electrical energy storage applications: The workshop report / Nexight Group. — U.S. Department of Energy, Office of Elec tricity Delivery and Energy Reliability, December 2010. — 47 p.
12. Portable reformed methanol fuel cells // Pathways to commercial success: Technologies and products supported by the fuel cell technologies program / U.S. Pacific Northwest National Laboratory. — U.S. Department of Energy, EERE Information Center, August 2010. — P. D-30.
13. Direct methanol fuel cell for handheld electronics applications // Там же. — P. E-6.
14. Olah G.A. The methanol economy / G.A. Olah // Chemical Engineering News. — 2003. — Vol. 81, № 38. — P. 5.
15. Olah G.A. Beyond oil and gas: The methanol economy / G.A. Olah, A. Goeppert, G.K. Surya Prakash, — 1st Edition. — Berlin : Wiley-VCH, 2006. — 304 p.
16. Yuah K. The current status and prospect of hydrogen economy in China / K. Yuah // Int. Seminar on the Hydrogen Economy for Sustainable Development, Reykjavik, Iceland, 28-29 september 2006.
17. Amigun B. Biomethanol production from gasification of non-woody plant in South Africa: Optimum scale and economic performance / B. Amigun, J. Gorgens, H. Knoetze // Energy Policy. — 2010. — Vol. 38, Issue 1. — P. 312-322.
18. Lemus R.G. Updated hydrogen production costs and parities for conventional and renewable technologies / R.G. Le mus, J. M. Martínez Duart // Int. J. Hydrogen Energy. — 2010. — Vol. 35, Issue 9. — P. 3929-3936.
19. Гогель В. Проблемы развития метанольных топливных элементов / В. Гогель, Т. Фрей, Е. Керрес, Л. Ериссен, Ю. Гархе // Электрохимическая энергетика. — 2002. — Т. 2, № 21. — С. 18-26.
20. Xie C. Development of a 2W direct methanol fuel cell power source / C. Xie, J. Bostaph, J. Pavio // J. Power Sources. — 2004. — Vol. 136, Issue 1. — P. 55-65.
21. Dillon R. International activities in DMFC R&D: status of technologies and potential applications / R. Dillon, S. Srinivasan, A.S. Aricò, V. Antonucci // J. Power Sources. — 2004. — Vol. 127, Issues 1-2. — P. 112-126.
22. Peighambardoust S.J. Review of the proton exchange membranes for fuel cell applications / S.J. Peighambardoust, S. Rowshanzamir, M. Amjadi // Int. J. Hydrogen Energy. — 2010. — Vol. 35, Issue 17. — P. 9349-9384.
23. Leading Fuel Cell Technologies. Applications, costs, economic competitiveness and future prospects: Industry report [Online publication] / Business Insight U.S.A. — May 2009. — Available online: http://www.reportlinker.com/p0131821/Leading-Fuel-Cell-TechnologiesAppli...
24. Cha H.-C. Performance test and degradation analysis of direct methanol fuel cell membrane electrode assembly during freeze/thaw cycles / H.-C. Cha, C.-Y. Chen, R.-X. Wang, C.-L. Chang // J. Power Sources. — 2011. — In press.
25. Ferloni P. New materials for solid state electrochemistry / P. Ferloni, A. Magistris // J. Phys. — 1994. — Vol. 4, No. 1. — Colloque C1. — P. 3-15.
26. Kim S.-J. X+-β”-aluminas /Nafion (X = H3 O, NH4 ) hybrid membranes for high-temperature PEMFCs / S.-J. Kim, H.-M. Kim, Y.-T. Yoo, J.-R. Haw, S.-G. Kim, M.-H. Jang, S.-K. Lim // J. Ceram. Proc. Res. — 2009. — Vol. 10, No. 2. — P. 176-182.
27. Avila-Paredes H.J. Room-temperature protonic conduction in nanocrystalline films of yttria-stabilized zirconia / H.J. Avila-Paredes, E. Barrera-Calva, H.U. Anderson, R.A. De Souza, M. Martin, Z.A. Munir, S. Kim // J. Mater. Chem. — 2010. — Vol. 20, Issue 30. — P. 6235-6238.
28. Vaivars G. Zirconium phosphate based inorganic direct methanol fuel cell / G. Vaivars, N.W. Maxakato, T. Mokrani, L. Petrik, J. Klavins, G. Gericke, V. Linkov // Mater. Sci. (Medžiagotyra). — 2004. — Vol. 10, No. 2. — P. 162-165.
29. Lu X. Sodium-beta alumina batteries: Status and challenges / X. Lu, J.P. Lemmon, V. Sprenkle, Z. Yang // JOM. — 2010. — Vol. 62, Issue 9. — P. 31-36.
30. Park C.-W. Room-temperature solid-state sodium/sulfur battery / C.-W. Park, J.-H. Ahn, H.-S. Ryu, K.-W. Kim, H.-J. Ahn // Electrochem. Solid-State Lett. — 2006. — Vol. 9, Issue 3. — P. A123-A125.
31. Kim T.B. Electrochemical properties of sodium/pyrite battery at room temperature / T.B. Kim, J.W. Choi, H.S. Ryu, G.B. Cho, K.W. Kim, J.H. Ahn, K.K. Cho, H.J. Ahn // J. Power Sources. — 2007. — Vol. 174, Issue 4. — P. 1275-1278.
32. Lu X. High power planar sodium-nickel chloride battery / X. Lu, G. Coffey, K. Meinhardt, V. Sprenkle, Z. Yang, J.P. Lemmon // ECS Trans. — 2010. — Vol. 28, Issue 22. — P. 7-13.
33. Lu X. Advanced materials for sodium-beta alumina batteries: Status, challenges and perspectives / X. Lu, G. Xia, J.P. Lemmon, Z. Yang // J. Power Sources. — 2010. — Vol. 195, Issue 9. — P. 2431-2442.
34. Angell A. Solid ionic conductors: Ceramics, glasses, polymers, and gels and their composites / A. Angell // Materials for large-scale energy storage: New Industrial Che mistry and Engineering Workshop Abstracts, Gaither sburg, MD, Sept. 16-17, 2010. — Washington, DC: Council for Chem. Res., 2010. — P. 6.
35. Dunn B. Effect of air exposure on the resistivity of sodium beta and beta aluminas / B. Dunn // J. Amer. Ceram. Soc. — 1981. — Vol. 64, Issue 3. — P. 125-128.
36. Powers R.W. The separability of inter- and intragranular resistivities in sodium beta-alumina type ceramics / R.W. Powers // J. Mater. Sci. — 1984. — Vol. 19, № 3. — P. 753-760.
37. Stevens R. Structure, properties and production of β-alumina / R. Stevens, J.G.P. Binner // J. Mater. Sci. — 1984. — Vol. 19, № 3. — P. 695-715.
38. DeNuzzio J.D. Protonic solid electrolytes: Stability and conductivity of ammonium / hydronium beta” alumina: Ph.D. dissertation in mater. sci. eng. / J.D. DeNuzzio. — Pennsylvania, 1986. — 179 p.
39. Nicholson P.S. Microstructural design and conductivity and ultrasonic activation in the ion exchange of H3 O+ and NH4 + β"-aluminas / P.S. Nicholson // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. — 1991. — Vol. 210. — P. 541-551.
40. Трошенькин В.Б. Состояние разработок по исследованию процесса и конструирования оборудования получения водорода из воды с использованием сплавов / В.Б. Трошенькин, Н.Н. Зипунников // Вісник Нац. тех. унів. «ХПІ». Тематичний випуск: Нові рішення в сучасних технологіях. — Харків: НТУ «ХПІ», 2008. — № 12. — С. 51-55.
41. Combat Hybrid Power System Component Technologies: Technical Challenges and Research Priorities / Committee on Assessment of Combat Hybrid Power Systems, U.S. National Research Council. — Washington, D.C.: The National Academies Press, 2003. — 88 p.
42. Lloyd A. Maxell introduces fuel cell using water and aluminum [Online publication] / Hitachi Maxell Ltd. // Treebugger. Science and Technology. — April 24, 2006. — Available online: http://www.treehugger. com/files/2006/04/maxell_introduc.php
43. Yang S. Design and analysis of aluminum/air battery system for electric vehicles / S. Yang, H. Knickle // J. Power Sources. — 2002. — Vol. 112, Issue 1. — P. 162-173.
44. Van Pelt P. Giant Aluminum Batteries to transport elect ricity [Online publication] / P. Van Pelt // ZPEnergy. — 24.04.2004. — Available online: http:// www.zpenergy.com/modules.php?name=News&file=article&sid=717
45. Patent WO 01/33658 A2, Int. Cl. H 01 M 12/02, 12/06. Metal-air battery / A.M. Iarochenko, E.B. Kulakov, O.I. Krakhin, S.D. Seruk (Canada, Russia); applicant Eontech Group Inc. (Canada). — Appl. No. PCT/CA00/01261; filed Oct. 26, 2000; publ. May 10, 2001. — 53 p.
46. Фундаментальні проблеми водневої енергетики / Під ред. В.Д. Походенка, В.В. Скорохода, Ю.М. Солоніна. — К.: НАН України, 2010. — 495 с.
47. Прохоров И.Ю. Формирование электрических свойств керамических бета-глиноземов / И.Ю. Прохоров, О.И. Прохорова, Г.Я. Акимов // Огнеупоры и тех. керамика. — 2010. — № 10. — С. 11-15.
48. Прохоров И.Ю. Технология и перспективы катионных электролитов на основе β-глиноземов / И.Ю. Прохоров, Г.Я. Акимов // Огнеупоры и тех. керамика. — 2008. — № 1. — С. 18-28.
49. Shqau K. Characterization of the electronic conduction parameter of cation conducting solid electrolytes: Ph.D. dissertation in mater. sci. eng. / K. Shqau. — Stuttgart, Germany, 2003. — 101 p.