МЕГАГРАНТЫ

Международная научно-образовательная лаборатория технологии водородной энергетики

О лаборатории

Наименование проекта Технологии водородной энергетики

Ссылка на официальный сайт

№ договора:
11.G34.31.0003

Наименование ВУЗа:
ГОУ ВПО "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"

Области научных исследований:
Энергетика, энергоэффективность и энергосбережение.

Цель проекта:
Создание международной научно-образовательной лаборатории “Технологии водородной энергетики”

Основная задача проекта:
Выполнение фундаментальных и прикладных исследований по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (энергетика и энергосбережение).

Ведущий учёный

vu mini3 

ФИО: Торстейнн Инги Сигфуссон

 

Ученые степень и звание:

Доктор естественных наук, профессор.

Занимаемые должности:

Генеральный директор инновационного центра Исландии, профессор физики университета Исландии.

Области научных интересов:

1. Исследования и работы по внедрению водородной энергетики в Исландии.

2. Ослабление водородных связей в воде под действием микроволнового электромагнитного излучения.

3. Использование геотермальных запасов для производства электроэнергии и тепла.

4. Автор идей, связанных с развитием альтернативных источников энергии (возобновляемые источники энергии на основе гидроэлектричества, геотермального тепла, ветра, приливной, биомассы (проект “Энергетический фермер”).

Научное признание:

- Скандинавская премия по технологии (1988 г.);

- Международная энергетическая премия “Глобальная Энергия” (проект “Исследования и работы по внедрению водородной энергетики в Исландии”, 2007 г.).

Сигфуссон внес большой вклад в изучение вопросов использования низкотемпературных геотермальных запасов для производства электроэнергии и тепла. Известен также своим вкладом в развитие алюминиевой промышленности в Исландии.

 

1. Þorsteinn I. Sigfusson. "Gáfuefni" Intelligent Materials, Verpill, Journal of Physics and Mathematics Students at U.I. pp 42-44, 1996.
2. Ágúst Kvaran, Árni Hr. Haraldsson and Thorsteinn I Sigfusson, "Spectroscopy of Flames: Luminescence Spectra og Reactive intermediates", Journal of chemical Education, Vol 77 No10. October 2000 pp. 1345-1347.
3. Energy Economy without fossil fuels: Iceland. VGB International Journal for Electricity and Heat Generation, Volume 82, 2002, pp 54-56.
4. Thorsteinn I. Sigfusson and Hallmar Halldors, "The Hydrogen Society of Iceland", Conference on Low Carbon Fuels, EMPA, Switzerland, Nov. 7-8, 2005.
5. Thorsteinn I. Sigfusson. "Transport Fuels from Renewable Sources: the Icelandic Hydrogen Project." Chapter in: Technology in Society - Society in Technology, Jónsson, Ö.D. and Huijbens, E.H., (Eds). pp 251-266, The University of Iceland Press, 2005.
6. Bragi Árnason og Þorsteinn I. Sigfússon, "Towards New Energy for Sustainability: The Strategy in Iceland". Book: Energy for Sustainable Development and Science for The Future of the Islamic World and Humanity Eds. Mehmet Ergin og Moneef R. Zou´bi. Islamic World Academy of Sciences. Amman Jordan, p. 217-229, 2006.
7. Thorsteinn I. Sigfusson: "Iceland as a Testing Platform for Hydrogen". Top of Europe Demonstrating New Energy Technologies, Nordic Energy Research, Bodö í Noregi 6-7. September 2006.
8. T. I. Sigfusson, "Hydrogen island: the story and motivations behind the Icelandic hydrogen society experiment". Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, Springer Netherlands, 23.01.2007, vol. 12, no. 3, pp. 387-398.

Результаты исследований

Изготовлено пучково-плазменное оборудование с программным обеспечением для производства многослойных структур ячеек твердооксидных топливных элементов.

Максимальная плотность мощности изготовленных с применением вышеуказанных методов топливных ячеек при температуре 650°С составила 200-250 мВт/см2. Это в несколько раз превышает значения плотности мощности, характерной для топливных элементов с несущим электролитом в данных условиях.

Изготовлен стенд для производства и исследования многослойных структур топливных ячеек и батарей твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ).

Стенд и пучково-плазменное оборудование готово к коммерческой реализации.

Изготовлена лабораторная установка для пучковой обработки и магнетронного нанесения защитных покрытий на металлы и сплавы, используемые в инфраструктуре водородной энергетики.
Установка позволяет:
производить очистку поверхности образцов ионным пучком;
наносить защитные и модифицирующие покрытия на поверхности исследуемых материалов.

Пучково-плазменная обработка существенно увеличивает ресурс работы материалов взаимодействующих с водородом.

Создан новый вид ионообменных мембран для топливных элементов, обладающих высокими технико-экономическими параметрами, превышающими известные аналоги в мире.

Реализация данной части проекта основана на использовании уникальной ускорительной техники ТПУ – циклотрона Р7М и электростатического генератора ЭСГ 2,5.

Разработаны способы накопления водорода в субмикрокристаллических образцах титана и низкотемпературного удаления водорода и восстановления свойств конструкционных материалов.

Реализована подготовка магистров по направлению «Физика», по программе «Водородная энергетика».

Nikitenkov N. N. , Sutygina A. N. , Shulepov I. A. , Kashkarov E. B.  Pulsed plasma-immersion ion implantation of aluminum into VT1-0 titanium // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. - 2016 - Vol. 80 - №. 2. - p. 117-119
Nikitenkov N. N. , Tyurin Y. I. , Sigfusson T. I. , Kudryavtseva E. N. , Sypchenko V. S. , Dushkin I. V. , Khoruzhy V. D. , Grabovskaya G. P. , Stepanova E. N. , Chistyakova N. V.  Features of the plasma saturation of nanocrystalline and coarse-crystalline titanium samples with hydrogen and deuterium // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. - 2012 - Vol. 76 - №. 6. - p. 721-724
Nikitenkov N. N. , Tyurin Y. I. , Sypchenko V. S. , Dushkin I. V. , Nikitenkov A. N. , Vilkhivskaya O. V. , Sigfusson T. I.  Study of hydrogen accumulation in Palladium and Silva-Palladium Alloy // Energy Fluxes and Radiation Effects: Book of Abstracts of International Congress, Tomsk, September 21-26, 2014. - Tomsk: Publishing House of IOA SB RAS, 2014 - p. 311
Nikitenkov N. N. , Vilkhivskaya O. V. , Nikitenkov A. N. , Sypchenko V. S.  Fundamentals of the Layer-by-Layer Chemical Analysis of Heterogeneous Samples Using Secondary Ion Energy-mass Spectrometry // Physics Procedia. - 2015 - Vol. 66. - p. 298-304
Nikitenkov N. N. , Vilkhivskaya O. V. , Nikitenkov A. N. , Tyurin Y. I. , Sypchenko V. S. , Shulepov I. A.  Interaction of Al2O3 thin films deposited on nanocrystalline titanium with hydrogen // Thin Solid Films. - 2015 - Vol. 591, Part B. - p. 169-173
Pimenov N. O. , Nikitenkov N. N. , Sypchenko V. S. , Stepanova E. N. , Tyurin Y. I.  The Study of Hydrogen Accumulation Dynamics in Ti-6Al-4V Nanocrystalline Alloy // Advanced Materials Research. - 2015 - Vol. 1097. - p. 17-21
Sigfusson T. I. , Nakoryakov V. E. , Gasenko V. G.  Diffusion lossers in a Gretzel solar cell // High Temperature. - 2012 - Vol. 50 - №. 2. - p. 225-230
Sigfusson T. I. , Nakoryakov V. E. , Gasenko V. G.  The maximum current in Gratzel photocells // Journal of Engineering Thermophysics. - 2011 - Vol. 20 - №. 4 - p. 351-359
Sochugov N. S. , Sigfusson T. I. , Solovjev A. A. , Kirdyashkin A. I. , Kitler V. D. , Maznoy A. S. , Tyurin Y. I.  Advanced Fuel Cell Development in Russia  // Energy Procedia. - 2012 - Vol. 29. - p. 594-605
Sochugov N. S. , Solovjev A. A. , Shipilova A. V. , Rabotkin S. V. , Rotshteyn V. P. , Sigfusson T. I.  The effect of pulsed electron beam pretreatment of magnetron sputtered ZrO2:Y2O3 films on the performance of IT-SOFC  // Solid State Ionics. - 2013 - Vol. 231. - p. 11-17
Solovjev A. A. , Sochugov N. S. , Ionov I. V. , Kirdyashkin A. I. , Kitler V. D. , Maznoy A. S. , Maksimov Y. M. , Sigfusson T. I.  Synthesis and Investigation of Porous Ni–Al Substrates for Solid Oxide Fuel Cells  // Inorganic Materials: Applied Research. - 2013 - Vol. 4 - №. 5. - p. 431-437
Solovjev A. A. , Sochugov N. S. , Ionov I. V. , Kirdyashkin A. I. , Kitler V. D. , Maznoy A. S. , Sigfusson T. I.  Fabrication of metal-supported solid oxide fuel cells // 3rd International Congress on Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter, High Current Electronics and Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows: Abstracts, Tomsk, September 17-21, 2012. - Tomsk: TPU Press, 2012 - p. 459
Solovjev A. A. , Sochugov N. S. , Ionov I. V. , Kirdyashkin A. I. , Kitler V. D. , Maznoy A. S. , Sigfusson T. I.  Solid Oxide Fuel Cell on Porous Ni-Al Support // 7th International Forum on Strategic Technology (IFOST - 2012): Proceedings: in 2 vol., Tomsk, September 18-21, 2012. - Tomsk: TPU Press, 2012 - Vol. 2 - p. 16-20
Sutygina A. N. , Kashkarov E. B. , Nikitenkov N. N. , Tyurin Y. I. , Syrtanov M. S.  Hydrogenation of Zr–2.5Nb alloy after plasma-immersion titanium implantation // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2016 - Vol. 110, Article number 012047. - p. 1-5
Sypchenko V. S. , Nikitenkov N. N. , Sigfusson T. I. , Tyurin Y. I. , Kudryavtseva E. N. , Khashkhash A. M. , Chernov I. P. , Khoruzhy V. D.  Features of hydrogen accumulation in metals during saturation in plasma, electrolyte, and hydrogen under pressure // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. - 2012 - Vol. 76 - №. 6. - p. 712-715
Sypchenko V. S. , Nikitenkov N. N. , Sigfusson T. I. , Tyurin Y. I. , Vilkhivskaya O. V.  Radiation-stimulated release of hydrogen from nanocrystalline titanium oxide coated by aluminium oxide // 3rd International Congress on Radiation Physics and Chemistry of Condensed Matter, High Current Electronics and Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows: Abstracts, Tomsk, September 17-21, 2012. - Tomsk: TPU Press, 2012 - p. 414
Sypchenko V. S. , Nikitenkov N. N. , Tyurin Y. I. , Vilkhivskaya O. V. , Sigfusson T. I.  Study of influence of then low-temperature plasma parameters on the hydrogen saturation efficience of metals // Energy Fluxes and Radiation Effects: Book of Abstracts of International Congress, Tomsk, September 21-26, 2014. - Tomsk: Publishing House of IOA SB RAS, 2014 - p. 239
Tyurin Y. I. , Nikitenkov N. N. , Sigfusson T. I. , Khashkhash A. M. , Wang Y. -. , Dolgov A. S. , Semkina L. I.  Diffusion and release of hydrogen from metals under the effect of ionizing radiation // Vacuum. - 2016 - Vol. 131. - p. 73-80
Tyurin Y. I. , Nikitenkov N. N. , Sigfusson T. I. , Khashkhash A. M. , Wang Y. -. , Tolmacheva N. D.  Generation of excited electronic states at thenonmetal surface by the hydrogen atoms beam // International Journal of Hydrogen Energy. - 2017 - Vol. 42. - Issue 17. - p. 12448-12457
Tyurin Y. I. , Sivov Y. A. , Sigfusson T. I. , Khoruzhy V. D. , Plotnikova E. Y. , Semkina L. I.  Quench of  the radical-recombination luminescence of crystalline phosphors by oxygen // Известия вузов. Физика. - 2012 - Т. 55 - №. 12/3. - C. 173-176
Tyurin Y. I. , Styrov V. V. , Sigfusson T. I. , Sivov Y. A. , Khoruzhy V. D. , Plotnikova E. Y. , Chistyakova N. V.  Features of the Ionization Mechanism of  Radical Recombination Luminescence Excitation  // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. - 2012 - Vol. 76 - №. 6. - p. 687-689
Головков В. М. , Сигфуссон Т. И. , Сохорева В. В. , Тюрин Ю. И.  Получение протонообменной полимерной мембраны для топливного элемента при помощи радиационно-химического воздействия // Известия вузов. Физика. - 2012 - Т. 55 - №. 11/2. - C. 383-386
Головков В. М. , Сохорева В. В. , Сигфуссон Т. И.  Формирование химически стойких трековых мембран на основе полифенилиденфторида // Мембраны и мембранные технологии. - 2012 - Т. 2 - №. 1. - C. 13-15
Головков В. М. , Сохорева В. В. , Тюрин Ю. И. , Сигфуссон Т. -.  Получение полимерной электролитной мембраны для топливного элемента методом радиационно-химической обработки пленки ПВДФ // Известия вузов. Физика. - 2012 - Т. 55 - №. 11/3. - C. 227-232
Краснов Д. Н. , Евтеева Н. А. , Сигфуссон Т. И. , Сыпченко В. С. , Тюрин Ю. И. , Чернов И. П.  Стимулированный выход водорода из палладия и титана при термическом и радиационном воздействии // Известия вузов. Физика. - 2012 - Т. 55 - №. 11/2. - C. 251-255
Лидер А. М. , Ларионов В. В. , Тюрин Ю. И.  Перенос и накопление энергии в системах водород - металлы при радиационном воздействии. - Томск : ТПУ, 2015 - 249 c.
Никитенков Н. Н. , Киселева Е. С. , Конищев М. Е. , Сыпченко В. С. , Никитенков А. Н. , Пичугин В. Ф. , Шулепов И. А. , Эппле М.   Исследование структуры, элементного и фазового состава покрытий на основе оксинитридов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления  // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2014 - №. 12. - C. 21-25
Никитенков Н. Н. , Кудрявцева Е. Н. , Сигфуссон Т. И. , Сыпченко В. С. , Хоружий В. Д. , Тюрин Ю. И. , Грабовецкая Г. П. , Степанова Е. Н. , Чистякова (Лепехина) Н. В.  Особенности плазменного насыщения нанокристаллических и крупно-кристаллических образцов титана водородом и дейтерием  // Взаимодействие ионов с поверхностью: Труды XX Международной конференции , Звенигород, 25-29 Августа 2011. - Москва: [Б.и.], 2011 - Т. 1 - C. 377-380
Никитенков Н. Н. , Сыпченко В. С. , Киселева Е. С. , Никитенков А. Н. , Душкин И. В. , Сигфуссон Т. И. , Тюрин Ю. И. , Юрьев Ю. Н.  Диффузия водорода в пленки AlxO1-x из подложки нанокристаллического титана, насыщенной в водородной плазме  // Взаимодействие ионов с поверхностью: труды XXI Международной конференции, Ярославль, 22-26 Августа 2013. - Ярославль: Социально-политическая МЫСЛЬ, 2013 - Т. 1 - C. 323-326
Никитенков Н. Н. , Тюрин Ю. И. , Сигфуссон Т. И. , Кудрявцева Е. Н. , Сыпченко В. С. , Душкин И. В. , Хоружий В. Д. , Грабовецкая Г. П. , Степанова (Мельникова) Е. Н. , Чистякова (Лепехина) Н. В.  Особенности плазменного насыщения нанокристаллических и крупнокристаллических образцов титана водородом и дейтерием // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2012 - Т. 76 - №. 6. - C. 803-806
Сапрыкина А. О. , Сыпченко В. С. , Кудияров В. Н.  Исследования накопления водорода в образцах палладия, серебра и сплава палладий-серебро [Электронный ресурс] // Перспективы развития фундаментальных наук: Cборник научных трудов IX Международной конференции студентов и молодых учёных, Томск, 24-27 Апреля 2012. - Томск: ТПУ, 2012 - C. 205-207 - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM)
Сигфуссон Т. И. , Накоряков В. Е. , Гасенко В. Г.  Диффузионные потери в солнечной батарее Гретцеля // Теплофизика высоких температур. - 2012 - Т. 50 - №. 2. - C. 244-250
Соловьев А. А. , Сочугов Н. С. , Ионов И. В. , Кирдяшкин А. И. , Китлер В. Д. , Мазной А. С. , Максимов Ю. М. , Сигфуссон Т. И.  Синтез и исследование пористых Ni – Al подложек для твердооксидных топливных элементов  // Перспективные материалы. - 2013 - №. 4. - C. 31-38
Соловьев А. А. , Сочугов Н. С. , Работкин С. В. , Ионов И. В. , Сигфуссон Т. И. , Ковальчук А. Н.  Формирование NiО/YSZ анодов твердооксидных топливных элементов методом магнетронного распыления  // Известия вузов. Физика. - 2012 - Т. 55 - №. 11/2. - C. 223-228
Сыпченко В. С. , Никитенков Н. Н. , Сигфуссон Т. И. , Тюрин Ю. И. , Киселева Е. С. , Юрьев Ю. Н.  Исследование температурного и радиационного воздействия на систему AlxO1-x/TiHK  // Взаимодействие ионов с поверхностью: труды XXI Международной конференции, Ярославль, 22-26 Августа 2013. - Ярославль: Социально-политическая МЫСЛЬ, 2013 - Т. 1 - C. 207-210
Сыпченко В. С. , Никитенков Н. Н. , Сигфуссон Т. И. , Тюрин Ю. И. , Кудрявцева Е. Н. , Хашхаш А. М. , Чернов И. П. , Хоружий В. Д.  Особенности накопления водорода в металлах при насыщении в плазме, электролите и в водородной атмосфере под давлением // Известия Российской академии наук. Серия физическая. - 2012 - Т. 76 - №. 6. - C. 794-797
Сыпченко В. С. , Никитенков Н. Н. , Сигфуссон Т. И. , Хашхаш А. М. , Хоружий В. Д. , Кудрявцева Е. Н. , Тюрин Ю. И.  Особенности накопления водорода в металлах при насыщении в электролите, плазме и водородной атмосфере под давлением // Взаимодействие ионов с поверхностью: Труды XX Международной конференции , Звенигород, 25-29 Августа 2011. - Москва: [Б.и.], 2011 - Т. 1 - C. 388-391

 

Back to top