Отзыв оппонента (Автономные электрохимические энергоустановки летательных аппаратов с алюминием в качестве энергоносителя)

отзывофициального оппонента В.М. Алашкина на диссертационную работуПушкина Константина Валерьевича на тему:«Автономные электрохимические энергоустановки летательныхаппаратов с алюминием в качестве энергоносителя», представленную насоискание учёной степени кандидата технических наук по специальности05.07.05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановкилетательных аппаратовЭнергетические установки (ЭУ) на основе химических источников тока(ХИТ), предназначенные для обеспечения электропитания авиационной икосмической техники, должны создаваться с учётом выполнения рядаспецифических требований к энергомассовым характеристикам, надёжностии стабильности эксплуатационных параметров при работе в различныхусловиях окружающей среды.В настоящее время в качестве источников автономного электропитанияавиационнойтехникиаккумуляторы.используютсясвинцовыеиникель-кадмиевыеРакетно-космическая техника постепеннопереходит напервичные литиевые ХИТ и литий-ионные аккумуляторы.

В рамках проектов«полностьюилиболееэлектрическогосамолета»ведутсяразработкибортовых литий-ионных накопителей энергии и О 2 -Н 2 электрохимическихгенераторов (ЭХГ). Обладая высокими служебными характеристиками,такими как длительный срок хранения, постоянная готовность к работе вшироком диапазоне температур, экологическая чистота, литиевые ХИТ,вместе с тем требуют специальных решений по обеспечению безопасностиэксплуатации.Энергетические установки на основе алюминия по удельной энергиизначительнопревосходяттрадиционныесистемы,обладаютнизкойстоимостью, безопасностью, экологической чистотой активных компонентов1и могут быть применены не только в качестве бортового источника питания,но и для резервного энергоснабжения наземного оборудования.Для успешного проектирования ХИТ с алюминиевым анодом требуетсясовершенствованиенеобходимыхдлятехнологиидостиженияиразработкавысокихновыхэнергетическихматериалов,иресурсныххарактеристик.В связи с изложенным, диссертационная работа К.В.

Пушкина,посвящённаяисследованиюкатализаторовактивныхкомпонентов,кислородно-алюминиевыхХИТэлектролитовбезусловноиактуальна.Большое практическое значение имеет исследование электрохимическирегулируемого генератора водорода на базе гидронного ХИТ с алюминиевыманодомдляработывсоставекомбинированнойЭУскислородно­водородным ЭХГ.Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, содержит 73рисунка, 10 таблиц, список литературы из 190 наименований.

Объём работысоставляет 188 страниц.Во введении дано обоснование актуальности и научной новизныисследования, определена цель работы.Первая глава состоит из 4-х частей и представляет собой литературно­аналитический обзор достигнутого уровня отечественных и зарубежныхразработок энергоустановок с алюминием в качестве энергоносителя. Впервойглаве такжерассмотреныпутиповышенияэнергетическихиэксплуатационных характеристик 02(Air)-Al ХИТ, сформулированы цели изадачи исследования.Во второй главе дано описание основных методов исследования,применяемого оборудования и методики обработки результатов измерений сиспользованиемметодовматематическойстатистики,заложенныхвстандартных программных пакетах MS Excel и MathCad.Втретьейглавепредставленырезультатыисследованийэлектрохимических и коррозионных характеристик анодных алюминиевых2Lсплавов АП4Н и Al-In в щелочном электролите высокой концентрации (8МNaOH) с добавками органических ингибиторов.

Показано, что оптимальныманодным материалом для 02(Air)-Al ХИТ с таким электролитом являетсясплав АП4Н и цитрат-ион (0,01М) в качестве ингибитора коррозии.Для гидронного ХИТ в качестве оптимальной композиции "анодэлектролит" рекомендовано применение композиции: "алюминий А995 + 4МКОН + 0,08М тартрат-ион. Сочетание материалов, оптимизированное дляОг(А1г)-А1 ХИТ в этом случае не эффективно из-за негативного влияния наполяризационные характеристики катода.Вчетвёртойэлктрохимическихалюминиевымглавеприведеныхарактеристикэнергоносителем.результатыгазодиффузионныхНа основанииисследованиякатодовисследованийХИТсвыбраныэффективные с точки зрения минимальной пляризации катода сочетанияэлектролитов и органических ингибиторов коррозии анода для 02(Air)-Al игидронного ХИТ. Для никелевых катодов гидронного ХИТ предложен способполучения каталитического покрытия на основе дисульфида молибденаплазмодинамическим методом, исследованы состав, структура, свойства иэлектрохимические характеристики указанного покрытия.Пятаяглавапосвященарасчётнымоценкамэнергомассовыххарактеристик ЭУ с алюминием в качестве энергоносителя.

На основаниианализа балансов энергии проведены расчётные оценки энергомассовыххарактеристик Ог(А1г)-А1 и гидронного ХИТ. Подтверждена эффективностьиспользования Н 2 -О 2 ЭХГ в сочетании с генератором водорода на основегидронного ХИТ.В Заключении сформулированы основные научные результаты работыи выводы по результатам исследований.Рецензируемая работа обладает научной новизной, обусловленнойследующими основными результатами:-разработан способ плазменного нанесения на никелевые катодыгидронного ХИТ нового каталитического покрытия на основе дисульфидамолибдена M 0 S2 , а также исследованы его структура и электрохимическиехарактеристики;- предложена оптимальная с точки зрения использования алюминиякомпозиция для C>2 (Air)-Al ХИТ с высококонцентрированным электролитом:анод АП4Н, электролит 8М NaOH+O.OlM цитрат-ион;- установлено, что для гидронного ХИТ легирующие добавки In и Zn ванодных сплавах негативно влияют на поляризационные характеристикикатодов, а наиболее эффективной является композиция: анод - алюминийА995, катод - никель+МоЗг, электролит - 4М КОН + 0,08М тартрат-ион;- для генератора водорода на базе гидронного ХИТ разработаныосновные функциональные схемы;- показано, что масса комбинированной ЭУ космического назначениясостоящей из гидронного ХИТ и Н 2 -О 2 ЭХГ, в определённых условиях на70% меньше, чем масса такой же ЭУ на основе того же ЭХГ с газобаллоннойсистемой хранения компонентов.Практическаяэкспериментальнойзначимость работы заключаетсяпроверкекомпозицийв разработке иэлектрохимическихсистемОг(А1г)-А1 и гидронных ХИТ с высокими энергетическими характеристиками функциональных схем электрохимических энергоустановок с генераторомводорода на основе гидронного ХИТ.

Использование результатов работыпозволит расширить область возможного применения ХИТ с алюминиевымэнергоносителем как в бортовой энергетике, так и в наземных системахавтономного электроснабжения различного назначения.Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе,определяетсяисследований,применениемсовременныхсертифицированногометодовоборудованияэкспериментальныхииспользованиемстатистических методов обработки экспериментальных данных.По диссертации имеются замечания:1.Исследования характеристик электродов в работе проведенытолько при температуре ЗЗЗК без обоснования выбора этой величины.2.Вработеотсутствуетобоснованиевыбораконцентрацииорганических ингибиторов коррозии и, соответственно, не исследованазависимость эффективности их действия от концентрации.3.Автор считает наиболее перспективным применение ЭУ на базеОг-Al ХИТ в различных космических программах, когда начало активнойработы «отодвинуто от момента старта на неопределённый срок», при этомограничивается расчётом комбинированной ЭУ с временем работы 24 ч и нерассматривает возможность использования ЭУ данного типа для средстввыведения КА на околоземную орбиту с временем активной работы от 4 до24 ч, а также энергоустановок с длительностью активного функционированияболее 24 ч.4.Авторвводит понятие эффективногоКПД как отношениеполезной энергии к сумме «полезной и тепловой энергии», делая вывод, чтопредлагаемый способ расчета КПД более точно характеризует ВА ХИТ, чем«теоретический КПД», традиционно определяемый как отношениеПомнениюрецензентаэнергоустановкипридляналичииопределенияКПД/ АН.электрохимическойпараллельно-последовательныхпотоков,энергии тепла и массы целесообразно использовать эксергетический методтермодинамического анализа.5.При сравнении характеристик систем хранения водорода втаблице 5.2 приведены устаревшие данные для композитных баллонов изкниги издания 1981 г.

В настоящее время имеются баллоны с максимальнымдавлением более 40 МПа.Приведенные выше замечания не снижают общей оценки работы.Диссертацияполностьюсоответствуеттребованиямпункта9«Положения о порядке присуждения учёных степеней», утвержденногопостановлением Правительства Российской Федерации № 842 от 24 сентября2013 года, а её автор, Пушкин Константин Валерьевич, заслуживаетприсужденияучёнойстепеникандидата5техническихнаукпоспециальности - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановкилетательных аппаратов.Кандидат технических наук, старший научный сотрудник, зам. ГенеральногодиректораАО«Научнопроизводственныйкомплекс«АльтернативнаяЭнергетика» по НИОКРАлашкин Виталий Михайлович142495,Московская область г.

Электроугли, Центральная, 59,Личную подписна удостоверяю, начальник отдела кадров АО«НПК «АЛЬТЭб.