Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Олимпиада - 2008 (олимпиады 2007, 2009, 2010)

Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий

03. Основной тур: М4. Энергоустановка (химия / материаловедение)

Игрушечный электропаравозик, движение которого питается водородо-воздушным топливным элементом (фотография со второго Фестиваля Науки г.Москвы в МГУ)
Таблица значений

(решение задач блока ХИМИЯ / МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, как и других блоков, позволит отобрать ТРЕХ человек на очный тур, набравших при решении задач ЭТОГО блока наибольшее количество баллов. Дополнительно по результатам очного тура эти претенденты будут бороться за специальную номинацию «Нанохимия и наноматериалы». На очный тур будет отобрано также еще 5 человек, набравших наибольшее абсолютное количество баллов, поэтому после решения задач по своей специальности есть полный смысл решать задачи из других блоков.)

Энергоустановка состоит из 50 водородо-воздушных топливных ячеек, соединенных последовательно. В таблице 1 представлены величины напряжения и тока единичной топливной ячейки. В качестве топлива и окислителя используется, соответственно, водород и кислород воздуха.

  1. Нарисуйте принципиальную схему ячейки, опишите принцип работы и укажите, в каких элементах ячейки используются наночастицы или наноструктурированные материалы (обсудите их роль) (5 баллов). Какие компоненты газовой среды могут привести к снижению эффективности работы ячейки и почему (2 балла)?
  2. Постройте зависимости напряжения и мощности энергоустановки от тока и определите максимальную мощность, а также величины тока и напряжения, при которой она достигается. (2 балла) Рассчитайте максимально возможную величину напряжения водородно-воздушной топливной ячейки при стандартных условиях (ΔGоH2O(газ)= -237,3 кДж/моль) (1 балл).
  3. Рассчитайте КПД единичной ячейки при максимальной мощности энергоустановки (ΔНоH2O(газ)= - 241,8 кДж/моль) (1 балл). При каком напряжении на единичной ячейке будет достигаться КПД = 56% (1 балл)?
  4. Рассчитайте требуемые потоки водорода и воздуха (л/мин), а также скорость генерации воды (г/час) в энергоустановке при работе в условиях достижения максимума электрической мощности (3 балла). Утилизация водорода на аноде составляет 70 %, а кислорода воздуха - 30%. Считать, что газы находятся при нормальных условиях.

Таблица 1.

Величины напряжения и тока единичной топливной ячейки.

Напряжение, мВ

Ток, мА

1017

0

906

13

884

25

869

40

860

50

852

63

841

75

828

100

816

125

807

150

796

175

787

200

779

225

772

250

755

300

742

350

727

400

717

450

706

500

695

550

685

600

676

650

670

700

659

750

631

875

600

1000

564

1125

532

1250

491

1375

410

1500

298

1625

 

Прикрепленные файлы:
fcell.pdf (192.43 Кб.)

 



Решение

Год Лошади
Год Лошади

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 3)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-3
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.