Ignition Limits of Hydrogen–Methane–Air Mixtures Over Metallic Rhodium at a Pressure of up to 2 atm

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The values of the ignition temperature are experimentally determined and the effective activation energies of the limits of catalytic ignition of mixtures ((40–70%) H2 + (60–30%) CH4)stoich + air over metallic rhodium at a pressure of 1.7 atm in the temperature range of 20 to 300°C are estimated. Above the rhodium surface treated with ignitions, the catalytic ignition temperature of a mixture of 70% H2 + 30% CH4 + air is 62°C, which indicates the possibility of using rhodium to significantly reduce the ignition temperature of fuels based on hydrogen-methane mixtures. The critical nature of the implementation of the bulk reaction is experimentally discovered: the bulk process occurs at [H2] = 45%, but is absent at hydrogen concentrations of ≤40%. If [H2] ≤ 40%, only a slow surface catalytic reaction occurs. This phenomenon is illustrated by a qualitative calculation. It is established that the effective activation energies of both the upper and lower limits of the catalytic ignition of stoichiometric mixtures of H2 + CH4 in the linearity range are approximately (2.5 ± 0.6) kcal/mol. This means that the key reactions responsible for the occurrence of the upper and lower limits of catalytic ignition are the same. It is shown that, in the case of catalysis with a rhodium catalyst, the chain propagation process is most likely of a heterogeneous nature, since the effective activation energy is less than 3 kcal/mol.

Авторлар туралы

K. Troshin

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: troshin@chph.ras.ru
Россия, Москва

N. Rubtsov

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia

Email: troshin@chph.ras.ru
Россия, Черноголовка

G. Tsvetkov

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia

Email: troshin@chph.ras.ru
Россия, Черноголовка

V. Chernysh

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia

Email: troshin@chph.ras.ru
Россия, Черноголовка

I. Shamshin

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: troshin@chph.ras.ru
Россия, Москва

Әдебиет тізімі

  1. Nagalim B., Duebel F., Schmillen K. // Intern. J. Hydrogen Energy. 1983. V. 8. P. 715.
  2. Бунёв В.А., Коржавин А.А., Сеначин П.К. // Ползуновский вестн. 2012. № 3. С. 5.
  3. Бунёв В.А., Бабкин В.С., Бакланов А.В., Замащиков В.В., Намятов И.Г. // Физика горения и взрыва. 2007. Т. 43. № 3. С. 493.
  4. Akansu S.O., Dulger Z., Kahranman N., Veziroglu N.T. // Intern. J. Hydrogen Energy. 2004. V. 29. P. 1527.
  5. Ma F., Ding S., Wang Y. et al. // Ibid. 2008. V. 33. P. 7245.
  6. Lynch F.E., Marmaro R.W. Patent USA. № 5139002. United States of America, 1992.
  7. Ma F., Liu H., Wang Y., Wang J., Ding S., Zhao S. SAE Paper. 2008-01-1633.
  8. Lewis B., Von Elbe G. Combustion, Explosions and Flame in Gases. N.Y.–London: Acad. Press, 1987.
  9. Persson K., Pfefferle L.D., Schwartz W., Ersson A., Jaras S.G. // Appl. Catal. B. 2007. V. 74. P. 242.
  10. Fernández A., Arzac G.M., Vogt U.F. et al. // Appl. Catal. B. 2016. V. 180. P. 336.
  11. Rubtsov N.M., Chernysh V.I., Tsvetkov G.I., Troshin K.Ya., Shamshin I.O. // Mendeleev Commun. 2019. V. 29. P. 469.
  12. Rubtsov N.M., Chernysh V.I., Tsvetkov G.I., Troshin K.Ya., Shamshin I.O. // Mendeleev Commun. 2018. V. 28. P. 216.
  13. Рубцов Н.М., Калинин А.П., Цветков Г.И. др. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 11. С. 42.
  14. Rubtsov N.M., Seplyarski B.S., Alymov M.I. Initiation and flame propagation in combustion of gases and pyrophoric metal nanostructures, Switzerland AG: Springer Nature, 2021.
  15. Rubtsov N.M., Tsvetkov G.I., Chernys V.I., Troshin K.Ya. // Combust. and Flame. 2020. V. 218. P. 179.
  16. Калинин А.П., Рубцов Н.М., Виноградов А.Н. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 5. С. 23.
  17. Рубцов Н.М., Виноградов А.Н., Калинин А.П. и др. // Хим. физика. 2019. № 4. Т. 38. С. 53.
  18. Трошин К.Я., Рубцов Н.М., Цветков Г.И., Черныш В.И. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 1. С. 25.
  19. Backstrom G. Simple Fields of Physics by Finite Element Analysisю GB Publishing, 2005.
  20. Rubtsov N.M. The Modes of Gaseous Combustion. Springer International Publishing, 2016.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2.

Жүктеу (800KB)
3.

Жүктеу (74KB)
4.

Жүктеу (57KB)
5.

Жүктеу (654KB)

© К.Я. Трошин, Н.М. Рубцов, Г.И. Цветков, В.И. Черныш, И.О. Шамшин, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».