Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ wodoru oraz solanki na szczelność stwardniałego zaczynu cementowego przeznaczonego do podziemnych magazynów wodoru w kawernach solnych

Kuśnierczyk Jerzy, Szuflita Sławomir, Wojnicki Mirosław, Warnecki Marcin

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 1

124--129

PL

Zaczyn cementowy uszczelniający rury okładzinowe jest narażony na stałe oddziaływanie solanki oraz wodoru. Wpływ tych czynników na parametry płaszcza cementowego jest istotnym zagadnieniem przy magazynowaniu gazu w kawernach solnych. Określono wpływ wodoru na cement w środowisku solanki w pełnym nasyceniu i przeprowadzono prace badawcze, które pozwoliły określić jakość stwardniałego zaczynu cementowego w kontakcie z wodorem i solanką.

EN

Hardened cement cores, conditioned in a satd. brine soln. for 2, 4 or 6 months, under a H₂ pressure of 100 bar and at 40°C, were subjected to a H₂ tightness test and compared with the tightness of unconditioned cores. The av. H₂ flow through the core and the total gas vol. were detd. An increase in H₂ migration through the hardened cement slurry previously conditioned in brine compared to the unconditioned one was obsd.

2

Magazynowanie wodoru w podziemnych strukturach geologicznych

Miziołek Mariusz, Filar Bogdan, Kwilosz Tadeusz

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2023

|

R. 26, Nr 2 (288)

4-9

3

Metody efektywnego i bezpiecznego magazynowania wodoru jako warunek powszechnego jego wykorzystania w transporcie i energetyce

Siekierski Maciej, Majewska Karolina, Mroczkowska-Szerszeń Maja

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

114--130

PL

Uwarunkowania ekologiczne, ale także polityczne, a w ostatnim czasie również ekonomiczne związane z galopującym wzrostem cen surowców energetycznych, jak i samej energii, stały się powodem silnie rosnącego zainteresowania zarówno wydajnymi źródłami energii, jak też „czystymi” paliwami, w tym wodorem. Wprowadzenie wodoru do powszechnego użytku w transporcie i energetyce wiąże się jednak z szeregiem problemów natury technicznej, często rozwiązanych w skali laboratoryjnej, jednak ciągle oczekujących na wdrożenia. Katalog zagadnień związanych z wykorzystaniem wodoru jako paliwa do powszechnego użytku jest bardzo długi, jednak w niniejszej pracy skupiamy się na przybliżeniu problematyki dotyczącej przechowywania wodoru. Jako istotne omówione są kwestie metod sprężania, skraplania i lokalnego wytwarzania wodoru, a także przechowywania go i transportu w postaci związków chemicznych o różnej budowie. Pośród omówionych związków znalazły się między innymi wodorki metali o wysokiej aktywności chemicznej, borowodorek sodowy, amidoborany. Jako osobna grupa organicznych nośników wodoru mogą być rozpatrywane związki takie jak kwas mrówkowy, toluen, naftalen, a także inne mogące ulegać odwracalnemu uwodornieniu, jak pary aren–cykloalkan. Naświetlone zostały także problemy technologiczne związane z wykorzystaniem wspomnianych związków w przechowywaniu i transporcie wodoru. Istotną kwestię stanowią także metody wielkoskalowego magazynowania tego gazu, dlatego też w artykule zasygnalizowane zostały zagadnienia dotyczące problematyki podziemnych magazynów gazu (PMG) wykorzystywanych do magazynowania wodoru czy wreszcie – magazynowania go w istniejącej infrastrukturze przesyłowej. Ponadto przybliżony został zarys najistotniejszych uwarunkowań prawnych oraz strategii dotyczących wodoru, zarówno w skali kraju, jak i wspólnoty europejskiej.

EN

Environmental, political, and currently also economic factors related to the galloping increase in prices of raw materials and energy have become the reason for the growing interest in both efficient energy sources and so-called “clean” fuels, including hydrogen. However, the introduction of hydrogen for widespread use in transport and energy sectors is associated with several technical difficulties and challenges, often solved at the laboratory scale but still awaiting industrial implementation. The catalogue of issues related to the introduction of hydrogen as a fuel of general use is quite extensive. However, this paper focuses on explaining the problems associated with hydrogen storage. These include methods of hydrogen compression, liquefaction and in situ production as well as its storage and transportation in the form of various chemical compounds. The compounds discussed include metal hydrides of high chemical activity, sodium borohydride, and amidoboranes. As a separate group of organic hydrogen carriers compounds such as formic acid, toluene, and naphthalene as well as other capable of reversible hydrogenation such as arene-cycloalkane pairs, can also be considered. The paper also discusses technological issues related to the use of these compounds. The issue of customization and development of underground gas storage (UGS) towards hydrogen storage and storing it in the existing transmission infrastructure and the methods critical for a large-scale storage of this gas are also covered. Furthermore, an overview of the most critical legal regulations and strategies for hydrogen on the national and European Community level is provided.

4

Badania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów

Rzepka Marcin, Kędzierski Miłosz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 4

244--251

PL

Prezentowany artykuł omawia zagadnienia dotyczące technologii zaczynów cementowych proponowanych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach wodoru w sczerpanych złożach węglowodorów. Do badań laboratoryjnych wytypowano dziesięć receptur zaczynów zawierających różne dodatki i domieszki (m.in. nanomateriały, tj. nano-SiO2, nano-Al2O3, lateksy, polimery wielkocząsteczkowe). Badania receptur prowadzono w temperaturze 60°C pod ciśnieniem 25 MPa, stosując w składach zaczynów domieszkę odpieniającą, upłynniającą, antyfiltracyjną oraz opóźniacz wiązania. Badania wykonywano na dwóch rodzajach cementów: portlandzkim CEM I 42,5 oraz wiertniczym klasy G. Określano parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów cementowych, badając: gęstość, odstój wody (wolną wodę), reologię, czasy gęstnienia, a także wytrzymałość na ściskanie, porowatość oraz szczelność rdzeni cementowych względem wodoru. Płynne zaczyny cementowe posiadały prawidłowe parametry technologiczne (były dobrze przetłaczalne w warunkach HPHT, a ich gęstości wynosiły 1,80–1,91 g/cm3 ). Wytrzymałości na ściskanie stwardniałych zaczynów cementowych po okresie od 2 dni do 28 dni hydratacji, zwłaszcza w przypadku próbek z dodatkiem nanokomponentów, przyjmowały bardzo wysokie wartości (po 28 dniach przekraczając 40 MPa). Próbki kamieni cementowych posiadały bardzo niską zawartość porów kapilarnych, co ogranicza możliwość tworzenia się kanalików w płaszczu cementowym otworu wiertniczego. W większości próbek pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość (powyżej 95–97%) ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej. Najkorzystniejsze parametry technologiczne uzyskano w przypadku próbek zawierających nano-SiO2 (nanokrzemionkę), a optymalny współczynnik wodno-cementowy dla takich zaczynów kształtował się na poziomie około 0,46–0,48 – w zależności od rodzaju zastosowanego cementu. Najniższe wartości przenikalności dla wodoru zanotowano dla receptur zawierających nanokrzemionkę (nano-SiO2). Receptury o najlepszych parametrach technologicznych, zawierające nanokomponenty (po wykonaniu szczegółowych testów), będą mogły znaleźć zastosowanie podczas uszczelniania rur okładzinowych w otworach wierconych w celu magazynowania wodoru.

EN

The article presents issues related to the technology of cement slurries for sealing casing pipes in underground hydrogen storage facilities in depleted hydrocarbon reservoirs. Ten recipes of slurries containing various ingredients (including nanomaterials, i.e. nanoSiO2, nano-Al2O3, latexes, high-molecular polymers) were selected for laboratory tests. The tests were carried out at a temperature of 60°C and a pressure of 25 MPa, using defoaming, fluidizing, antifiltration admixtures and setting time retardant in the slurry compositions. The tests were carried out on two types of cement: Portland CEM I 42.5 and class G drilling cement. Technological parameters of fresh and hardened cement slurries were determined by examining the following: density, water retention (free water), rheology, thickening times as well as compressive strength, porosity and hydrogen tightness of cement cores. The liquid cement slurries had the correct technological parameters (they were well pumpable under HPHT conditions and their densities ranged from 1.80–1.91 g/cm3 ). The compressive strength of cement stones in the period from 2 days to 28 days of hydration, especially for samples with the addition of nanocomponents, was very high (after 28 days exceeding 40 MPa). The samples of cement stones had a very low content of capillary pores, which limits the possibility of forming channels in the cement sheath of the borehole. For most samples, the smallest pores (below 100 nm) accounted for the vast majority (over 95–97%) of the total number of pores in the cement matrix. The most favorable technological parameters were obtained for samples containing nano-SiO2 (nanosilica) and the optimal water-cement ratio for such slurries was around 0.46–0.48, depending on the type of cement used. The lowest hydrogen permeability values were obtained for formulations containing nanosilica (nano-SiO2). Recipes offering the best technological parameters, containing nanocomponents (after detailed tests), may be used when sealing casing pipes in holes drilled for hydrogen storage.

5

An experimental device for evaluation of hydrogen sorption

Leyko Jacek, Surmiński Krzysztof, Batory Damian, Jastrzębski Krzysztof, Kaczmarek Łukasz, Kaczorowski Witold, Kula Piotr

Metrology and Measurement Systems

|

2023

|

Vol. 30, nr 2

367--376

EN

Hydrogen storage for the purposes of the automotive industry in a form other than under high pressure or cryo conditions has been under careful investigation by researchers over past decades. One of the arising methods is the usage of powdered/granulated beds that contain metal hydrides and/or carbon materials to take advantage of the “spillover” phenomenon. Handling and characterization of such material can be troublesome, which is why the experimental setup needs careful investigation. The apparatus for the analysis of hydrogen sorption/desorption characteristics has been successfully designed and described based on the constructed unit within the scope of this article. The full functionality of that setup covered fuelling the bed as well as the examination of sorption/desorption potential. Moreover, the proposed experimental device can clarify many uncertainties about further development and optimization of hydrogen storage materials.

6

A contribution to structural reliability analysis of composite high-pressure hydrogen storage tanks

Sid Amer Youcef, Benammar Samir, Fah Tee Kong, Wadi Mohammed, Jouda Mohammed S.

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

33--44

EN

Although composite high-pressure tanks are a subject of growing interest, especially for hydrogen storage applications, a detailed structural reliability analysis still needs to be improved. This work aims to provide a probabilistic investigation of the mechanical response of composite high-pressure hydrogen storage tanks using the Monte Carlo Simulation method. A performance function based on the circumferential model of composite pressure cylinders is employed with five random design variables. According to the results, the internal pressure and the helical layer thickness are the foremost parameters significantly impacting the structural reliability of the tank, whereas, the helical layer thickness and winding angles have a minor influence. In addition, high coefficients of variation values cause the contraction of the safety margin potentially leading to the failure of the composite hydrogen high-pressure tank. The obtained results were validated with experimental tests available in the literature.

PL

Chociaż kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe są przedmiotem rosnącego zainteresowania, zwłaszcza w zastosowaniach związanych z magazynowaniem wodoru, szczegółowa analiza niezawodności konstrukcji wciąż wymaga poprawy. Niniejsza praca ma na celu zapewnienie probabilistycznego badania odpowiedzi mechanicznej kompozytowych wysokociśnieniowych zbiorników do przechowywania wodoru przy użyciu metody symulacji Monte Carlo. Zastosowano funkcję wydajności opartą na modelu obwodowym kompozytowych cylindrów ciśnieniowych z pięcioma losowymi zmiennymi projektowymi. Zgodnie z wynikami, ciśnienie wewnętrzne i grubość warstwy obwodowej są głównymi parametrami istotnie wpływającymi na niezawodność konstrukcyjną zbiornika, podczas gdy grubość warstwy spiralnej i kąty uzwojenia mają niewielki wpływ. Ponadto duże wartości współczynników zmienności powodują kurczenie się marginesu bezpieczeństwa potencjalnie prowadząc do awarii kompozytowego zbiornika wysokociśnieniowego na wodór. Uzyskane wyniki zostały zweryfikowane z badaniami eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze.

7

Wytwarzanie wodoru z gazu ziemnego - analiza technologii wytwarzania

Gburzyńska Marta

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 12

20--25

PL

W artykule omówiono aspekty technologiczne wytwarzania wodoru z gazu ziemnego (metanu). Istnieje wiele różnych technologii do tego celu, z których każda ma pewne zalety i ograniczenia. W artykule skupiono się na technologiach dotyczących produkcji wodoru z gazu ziemnego. Analizie zostały poddane trzy z tych technologii: reforming metanu (SMR), częściowe utlenianie (POX) oraz reforming autotermiczny (ATR). Każda z tych metod ma swoje charakterystyczne cechy i zastosowania.

EN

The article discusses the technological aspects of hydrogen production from natural gas (methane). There are various technologies available for this purpose, each with its own advantages and limitations. The focus of the article is on technologies related to hydrogen production from natural gas. Three of these technologies were analyzed in the article: Steam Methane Reforming (SMR), Partial Oxidation (POX), and Autothermal Reforming (ATR). Each of these methods has its distinctive features and applications.

8

Wodór - niebiesko-zielona rewolucja

Gburzyńska Marta, Kwaśniewski Michał

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 7-8

2--7

PL

W artykule przedstawiono cele i strategie wodorowe Unii Europejskiej i Polski na lata 2021-2030. Przeanalizowano metody wytwarzania i magazynowania wodoru. Zwrócono szczególną uwagę na możliwości dystrybucji wodoru i problemy związane z tym zagadnieniem. W opracowaniu zawarto również informacje na temat wpływu poszczególnych metod produkcji wodoru na aspekty środowiskowe, ze szczególnym zwróceniem uwagi na emisję dwutlenku węgla. Opisano również projekty związane z transportem i wytwarzaniem wodoru, realizowane przez polskie firmy.

EN

The article presents the hydrogen goals and strategy of the European Union and Poland for 2021-2030. The methods of hydrogen production and storage were analyzed. Particular attention was paid to the possibilities of hydrogen distribution and problems related to this issue. The study also includes information on the impact of individual methods of hydrogen production on environmental aspects, with particular emphasis on carbon dioxide emissions. Projects related to the transport and production of hydrogen implemented by Polish companies are also described.

9

Dyski do magazynowania wodoru

Foltynowicz Zenon

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2023

|

nr 10

PL

Europejski Urząd Patentowy (EPO) co roku honoruje inspirujących wynalazców za ich wybitny wkład w poprawę naszego codziennego życia nagrodą European Inventor Award w kilku kategoriach. W 2023 roku nagrodę w kategorii „badania” otrzymał francuski zespół naukowców z CNRS (Patricia de Rango, Daniel Fruchart, Albin Chaise, Michel Jehan i Natalia Skryabina) za opracowanie dysków do bezpiecznego i efektywnego sposobu magazynowania wodoru. Według wynalazców, dyski te zapewniają bezpieczne, zrównoważone i stabilne przechowywanie wodoru.

10

Wodór – zielone złoto. Bezpieczne magazynowanie – szanse i wyzwania

Kozikowski Sebastian, Szymlek Krzysztof

Dozór Techniczny

|

2023

|

z. 4

2--10

PL

W tej części sagi wodorowej przybliżymy tematykę magazynowania wodoru, stanowiącą wyzwanie dla jego dalszego skutecznego wdrażania w poszczególnych gałęziach przemysłu. Zatem pytanie, na które wspólnie poszukamy odpowiedzi brzmi: „Czy (a jeżeli tak), to w jaki sposób możemy bezpiecznie magazynować wodór?"

11

A review of technologies in the area of production, storage and use of hydrogen in the automotive industry

Małek Arkadiusz, Karowiec Marek, Jóźwik Krzysztof

Archiwum Motoryzacji

|

2023

|

Vol. 102, nr 4

41--67

EN

Presently, we can learn and read more and more about hydrogen in both traditional and social media. The article answers why there is so much interest in hydrogen recently. It has been recognized by European and global decision-makers as a very promising medium necessary to carry out the climate and energy transformation. The advantages of hydrogen as a fuel and as a medium for storing large amounts of energy over a longer period of time is also presented. In addition, an overview of hydrogen technologies presented at the Hydrogen Technology Expo in Bremen in September 2023 is provided. The state of hydrogen technologies currently available on the market is compared to the latest achievements of scientists described in scientific articles. The aim of the article is to review the technologies available on the market for the production, storage and use of hydrogen as a vehicle fuel. Hydrogen technologies presented at the Hydrogen Expo in Bremen were confronted with the latest scientific achievements described in the latest scientific articles. Thanks to such a confrontation, it is possible to make a rational purchasing decision in the area of selected hydrogen technologies.

12

Dotychczasowe doświadczenia w magazynowaniu wodoru w podziemnych strukturach geologicznych

Miziołek Mariusz, Filar Bogdan, Kwilosz Tadeusz

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 3 (279)

8-10

13

Magazynowanie energii i energetyka wodorowa jako wynik transformacji energetycznej

Jędral Waldemar

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 4

8--15

PL

Nadwyżki energii elektrycznej wytworzonej przez OZE w okresach silnych wiatrów i/lub dużego nasłonecznienia powinny być magazynowane w postaci wodoru wyprodukowanego w procesie elektrolizy wody, w celu ich wykorzystania do produkcji energii elektrycznej w okresach słabych i bardzo słabych wiatrów przy równocześnie możliwym dużym zachmurzeniu. Oszacowano ilości energii elektrycznej, jakie magazyny powinny dostarczyć do sieci elektroenergetycznej, dla modeli energetyki w 2050 r. różniących się mocami morskich farm wiatrowych oraz elektrowni jądrowych pracujących w podstawie systemu elektroenergetycznego. Oceniono niezbędne pojemności magazynów wodoru i pokazano, że jedyny racjonalny sposób jego magazynowania to podziemne kawerny solne, które można wykonać w istniejących w Polsce wysadach solnych i pokładach soli kamiennej. Potwierdzono konieczność zbudowania, oprócz OZE, także elektrowni jądrowych o mocy co najmniej 15 GW oraz nie powiększania zapotrzebowania na energię elektryczną ponad 225 TWh/a.

EN

Surplus of electricity generated by RES in periods of strong winds and / or high sun exposure should be store in the form of hydrogen produced in the electrolysis of water, in order to use them for the production of electricity during periods of weak and very weak winds with possible high cloudiness. The amounts of electricity, that the energy storage facilities should deliver to the grid (in the output), were estimated for the power engineering models in 2050 with different capacities of offshore wind farms and nuclear power plants working on the basis of the power system. The necessary capacity of hydrogen storage facilities was assessed and it was shown that the only rational method of its storage are underground salt caverns to be constructed in the salt dome and rock salt deposits existing in Poland. The need to build, in addition to RES, also nuclear power plants with a capacity of at least 15 GW and not to increase the demand for electricity over 225 TWh was confirmed.

14

Use of hydrogen fuel in drive systems of rail vehicles

Pielecha Ireneusz, Engelmann Danilo, Czerwinski Jan, Merkisz Jerzy

Pojazdy Szynowe

|

2022

|

Nr 1-2

10--19

EN

The search for substitutes for modern fossil fuels incentivises the use of new propulsion systems (hybrid or electric) and the use of new fuels (gaseous, mainly hydrogen). The article discusses the basic issues related to hydrogen fuel: from its extraction, through the discussion of its properties to its use and applications. Analyzes of the energy consumption involved in its extraction or production were presented, classifying hydrogen in those terms. Great emphasis was placed on design solutions for the use of hydrogen in internal combustion engines, together with discussing the concept of its combustion. The methods of storing hydrogen in a condensed and compressed form were also presented, indicating at the same time the most modern solutions available, such as mixed systems – storage in cryo-compressed form. It has been shown that the combustion of hydrogen in internal combustion engines increases their efficiency, and at the same time significantly reduces the exhaust emissions of toxic gases – including the emission of nitrogen oxides.

15

Interakcja wodoru ze skałą zbiornikową

Cicha-Szot Renata, Leśniak Grzegorz

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 8

580--588

PL

Istnieje szereg metod magazynowania wodoru, do których zaliczyć można stosowanie zbiorników napowierzchniowych, wiązanie w wodorkach metali, nanorurkach węglowych, sieciach metaloorganicznych, ciekłych organicznych nośnikach wodoru czy adsorbentach. Jednak to podziemne magazynowanie wodoru w strukturach geologicznych (PMW) wydaje się kluczowe dla rozwiązania problemu długoterminowego magazynowania dużych ilości energii oraz zwiększenia stabilności sieci energetycznej i poprawy wydajności systemów energetycznych. Kryteria wyboru struktury do magazynowania wodoru obejmują szereg czynników technicznych, ekonomicznych, ekologicznych i społecznych. Jednym z najmniej rozpoznanych obszarów badawczych dotyczących PMW jest utrata wodoru in situ wywołana reakcjami geochemicznymi, które mogą wpływać na parametry petrofizyczne oraz wytrzymałość skał uszczelniających. W artykule przeanalizowano reakcje, jakie mogą wystąpić podczas magazynowania wodoru w strukturach geologicznych. Na podstawie studium literaturowego wskazano grupy minerałów, które mogą wpływać na zmiany pojemności magazynowej oraz na czystość gazu. Należą do nich w szczególności węglany, anhydryt, ankeryt i piryt, które stanowiąc skład matrycy skalnej lub cementu, mogą znacząco wpływać na potencjał magazynowy analizowanej struktury. Podczas kontaktu z wodorem minerały te ulegają rozpuszczeniu, w wyniku czego uwalniane są m.in. jony Fe2+, Mg2+, Ca2+, SO4 2−, HCO3 − , CO3 2−, HS− . Jony te wchodzą nie tylko w skład minerałów wtórnych, ale również na skutek dalszych reakcji z wodorem zanieczyszczają magazynowany nośnik energii domieszkami CH4, H2S i CO2, co ogranicza możliwości dalszego wykorzystania wodoru. Zwrócono również uwagę na możliwość wystąpienia rozpuszczania kwarcu, którego szybkość zależy od stężenia jonów Na+ w solance złożowej oraz pH. Ponadto pH wpływa na reaktywność wodoru i zależy w dużej mierze od temperatury i ciśnienia, które w trakcie pracy magazynu będzie podlegało częstym cyklicznym zmianom. W artykule omówiono wpływ warunków termobarycznych na analizowany proces, co powinno stanowić podstawę do szczegółowej analizy oddziaływania skała–wodór– solanka dla potencjalnej podziemnej struktury magazynowej.

EN

There are several hydrogen storage methods, including surface tanks, metal hydrides, carbon nanotubes, organometallic networks, liquid organic hydrogen carriers, or adsorbents. However, underground hydrogen storage (UHS) appears to be crucial in solving the problem of long-term storage of large amounts of energy, increasing the power grid's stability and improving energy systems' efficiency. The criteria for selecting a hydrogen storage structure include a number of technical, economic, ecological, and social factors. One of the least recognized research areas concerning UHS is the in situ loss of hydrogen caused by geochemical reactions that may affect sealing rocks' petrophysical parameters and strength. The article presents the reactions that may occur during hydrogen storage in geological structures. Based on a literature study, groups of minerals that may affect changes in storage capacity and gas purity have been indicated. These include, in particular, carbonates, anhydrite, ankerite, and pyrite in both the rock matrix and the cement. Upon contact with hydrogen, these minerals dissolve, releasing, among others, Fe2+, Mg2+, Ca2+, SO4 2– , HCO3 – , CO3 2– , HS– ions. These ions are not only components of secondary minerals but also, as a result of further reactions with hydrogen, pollute the stored energy carrier with admixtures of CH4, H2S and CO2, which limits the possibilities of further hydrogen use. The possibility of quartz dissolution, the rate of which depends on the concentration of Na+ ions in the reservoir brine and the pH, was also noted. Moreover, pH influences the reactivity of hydrogen and depends mainly on temperature and pressure, which will be subject to frequent cyclical changes during the operation of the storage. This review paper discusses the influence of thermobaric conditions on the analyzed process, what should be a base for detailed analysis of the rock-hydrogen-brine interaction for the potential underground storage structure.

16

Wodór - paliwo przyszłości

Kwaśniewski Michał, Żmuda Klaudia

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 6

2--10

PL

W artykule przedstawiono analizę ekonomiczną sposobów magazynowania wodoru. Wskazano również metody wytwarzania, magazynowania i transportowania wodoru. W opracowaniu zawarto również kwestię bezpieczeństwa związanego z użytkowaniem paliwa wodorowego oraz porównano koszty magazynowania oraz transportu.

EN

The article presents an economic analysis of hydrogen storage methods. Methods of producing, storing and transporting hydrogen are also indicated. The work also takes into account the safety issue related to the use of hydrogen fuel and compares the costs of storage and transport.

17

Modelowanie numeryczne i optymalizacja innowacyjnych układów wodorowych

Kochaniewicz Andrzej, Czekalski Rafał, Cholewa Robert

Energetyka

|

2022

|

nr 2

72--76

PL

W artykule opisano proces modelowania numerycznego kogeneracyjnego układu wodorowego zasilanego głównie energią elektryczną pochodzącą z odnawialnych źródeł energii (OZE). Zamodelowany w środowisku informatycznym układ kogeneracyjny w przyszłości – jako instalacja demonstracyjna – będzie miał za zadanie zasilać w ciepło wyodrębnioną grupę odbiorców oraz produkować energię elektryczną sprzedawaną do sieci elektroenergetycznej. Proces modelowania numerycznego obejmuje budowę, integrację i optymalizację pracy poszczególnych komponentów technologicznych, takich jak: elektrolizer, magazyn wodoru, silnik kogeneracyjny, sezonowy magazyn ciepła oraz kocioł gazowy. Do przeprowadzenia procesu modelowania numerycznego wykorzystywane jest dedykowane oprogramowanie TRNSYS. W artykule przedstawiono pierwszy etap prac badawczo-rozwojowych, które obecnie są realizowane przez Energopomiar w ramach przedsięwzięcia współfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju pod nazwą „Elektrociepłownia w lokalnym systemie energetycznym”.

EN

The paper describes the process of numerical modelling of a hydrogen-based cogeneration system powered mainly by electricity from renewable energy sources (RES). In the future, the cogeneration system modelled in the IT environment, as a demonstration installation, will supply heat to the selected group of consumers and produce electricity to be sold to the electric power grid. The numerical modelling comprises the construction, integration and optimization of operation of particular process components including an electrolyzer, hydrogen storage, an internal combustion gas engine, pit thermal energy storage and a natural gas boiler. The numerical modelling process uses the dedicated TRNSYS software. The paper presents the first phase of research and development activities currently carried out by „Energopomiar" Sp. z o.o. as part of the project, 'A combined heat and power plant in the local energy system', co-financed by the National Centre for Research and Development.

18

Efektywność energetyczna i środowiskowa wybranych metod wykorzystania wodoru

Kostowski Wojciech, Barzantny Marcel

Energetyka

|

2022

|

nr 9

445--450

PL

W artykule przedstawiono przegląd wybranych metod zastosowania wodoru pochodzącego ze źródeł odnawialnych – rozważono finalne zastosowanie w energetyce, w transporcie indywidualnym i zbiorowym, w przemyśle oraz w gazownictwie poprzez zatłaczanie do sieci gazu ziemnego. Ocenie podlegała sprawność i systemowa efektywność łańcucha wodorowego z uwzględnieniem magazynowania pod ciśnieniem zależnym od sposobu wykorzystania finalnego. Sprawność procesu waha się od 24% (wykorzystanie wodoru w turbinach gazowych) do 60,8% (wykorzystanie w przemyśle lub gazownictwie), jednak w tym drugim przypadku produkowany nośnik podlega jeszcze dalszej konwersji energii. Porównując procesy zastąpione (np. zasilanie samochodów spalinowych, produkcja wodoru z reformingu) uzyskuje się ranking efektywności systemowej, w którym najkorzystniej wypada motoryzacja indywidualna (efektywność 144,8%, czyli mniejsza energochłonność względem obecnych paliw), w dalszej kolejności przemysł i transport autobusowy. Każdy z wariantów wykorzystania wodoru zapewnia także oszczędność emisji CO2, najwyższą dla motoryzacji indywidualnej i energetyki, a najmniejszą w przypadku zatłaczania wodoru do sieci gazu ziemnego.

EN

The paper reports selected methods of green hydrogen utilisation: for power generation, private cars and public transport, for industry and for blending with natural gas in distribution networks. The evaluated parameters comprise the efficiency and system performance of the hydrogen value chain, accounting for its storage under the pressure required for the given process. The process efficiency ranges from 24% (gas turbines) to 60.8% (industry, gas networks), however, in the latter case the produced hydrogen is not a final energy carrier. Another ranking is obtained if the analysis also comprises the corresponding replaced processes (e.g. cars using oil-based fuels, steam methane reforming for hydrogen production); in this case hydrogen-fuel cell passenger cars yield the best system performance (144.8%, i.e. the processis less energy consuming than the existing one), followed by industry and hydrogen-fuelled buses. Each method of hydrogen utilisation also provides a reduction in CO2 emission, the ranking is openedby passenger cars followed by power generation, and it is closed by hydrogen injection into natural gas grid.

19

How can hybrid materials enable a circular economy?

Wacławek Stanisław, Fijalkowski Mateusz, Bardos Paul, Kočí Jan, Scholz Sebastian, Hirsch Patrick, Domann Gerhard, Černík Miroslav

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2022

|

Vol. 29, nr 4

447--462

EN

Climate change, critical material shortages and environmental degradation pose an existential threat to the entire world. Immediate action is needed to transform the global economy towards a more circular economy with less intensive use of fossil energy and limited resources and more use of recyclable materials. Recyclable materials and manufacturing techniques will play a critical role in this transformation. Substantial advancements will be needed to achieve a more intelligent materials design to enhance both functionality and enhanced sustainability. The development of hybrid materials combining functionality at macro and nano scales based on organic and inorganic compounds, that are entirely recyclable could be used for tremendous applications. In this mini-review, we provide the reader with recent innovations on hybrid materials for application in water, energy and raw materials sectors. The topic is very modern and after its deep study we propose a creation an international research centre, that would combine the development of hybrid materials with green manufacturing. We have highlighted a framework that would comprise critical themes of the initial research needed. Such a centre would promote sustainable production of materials through intelligent hybridisation and eco-efficient, digital manufacturing and enable a circular economy in the long term. Such activities are strongly supported by current environmental and economical initiatives, like the Green Deal, REPower EU and digital EU initiatives.

20

Comparison of corrosion kinetics of metallic- and ionic materials for negative composite electrodes of NiMH type battery

Zayani Wissem, Dymek Martyna, Bala Henryk

Ochrona przed Korozją

|

2021

|

nr 4

100-105

EN

Capacity fade and exchange current density of H2O/H2 system have been compared in conditions of long-standing cycling for powder composite electrodes based on (i) Sm0.4Zn0.6Fe2O4 ferrite spinel and (ii) LaNi4.5Co0.5 intermetallic compound. Changes of both quantities have been presented versus electrodes exposure time in strong alkaline solutions, at room temperature. Corrosion rate of semiconducting ferrite spinel is about 2.5 times lower than that of the intermetallic material. Consequently, capacity half-time is distinctly longer for the ferrite electrode. On the other hand, exchange current density of H2O/H2 system for ferrite spinel is extraordinarily low, on the level of 7 – 8 mA/g. It is suggested surface modification of the ferrite spinel material to improve its catalytic properties towards H2O/H2 redox system.

PL

Porównano spadki pojemności właściwej i gęstości prądu wymiany układu H2O/H2 spowodowane długotrwałym cyklowaniem dwu typów proszkowych elektrod kompozytowych: (a) spinelu ferrytowego Sm0.4Zn0.6Fe2O4 i (b) związku międzymetalicznego LaNi4.5Co0.5. Zmiany obydwu wielkości przedstawiono w funkcji czasu ekspozycji elektrod w silnie alkalicznych roztworach, przy temperaturze pokojowej. Szybkość korozji materiału półprzewodnikowego, jakim jest spinel ferrytowy okazała się ok. 2,5 razy mniejsza niż związku międzymetalicznego. W konsekwencji, czas połówkowego obniżenia pojemności jest wyraźnie dłuższy dla elektrody ferrytowej. Z drugiej jednak strony, gęstość prądu wymiany układu H2O/H2 dla elektrody ferrytowej jest wyjątkowo mała, na poziomie 7 – 8 mA/g. Zasugerowano modyfikację elektrody ferrytowej dla poprawy jej właściwości katalitycznych w odniesieniu do układu redoks H2O/H2.