Ученые Томский политехнический университет разработали композитный материал для хранения водорода, себестоимость которого примерно в три раза ниже зарубежных аналогов. Разработка основана на гидриде магния с добавлением наночастиц никеля и хрома и позволяет выделять водород при температуре 359 K (около 86 °C), что существенно ниже температурных требований для аналогичных материалов.
Как следует из сообщения университета, новый композит полностью создан из отечественных компонентов.
Это не только снижает стоимость производства, но и повышает технологическую независимость решений в сфере водородной энергетики. Для сравнения, многие существующие соединения требуют нагрева до температур порядка 1638 K (около 1365 °C), что существенно ограничивает их практическое применение.
Разработанный материал демонстрирует улучшенные термодинамические характеристики по сравнению с чистым гидридом магния. Хотя сам гидрид магния способен выделять водород при температуре около 373 K, добавление наночастиц позволило снизить порог реакции и оптимизировать микроструктуру композита.
По оценкам разработчиков, это делает возможным использование в качестве источника тепла обычной горячей технической воды, доступной на большинстве промышленных предприятий.
Химическое хранение водорода рассматривается как одно из ключевых направлений декарбонизации промышленности и энергетики. Гидрид магния давно считается перспективным материалом благодаря высокой плотности водорода и доступности сырья, однако его низкая термическая стабильность ранее сдерживала внедрение технологии.
В ТПУ сосредоточились на решении этой проблемы за счет глубокого анализа химических связей и поведения материала при нагреве. По словам соавтора работы, доцента Инженерной школы ядерных технологий Виктора Кудиярова, детальное понимание взаимодействия атомов позволило целенаправленно изменить свойства композита и добиться снижения температуры выделения водорода до промышленно приемлемого уровня.
Это существенно упрощает интеграцию технологии в существующие производственные цепочки.
Исследование выполнялось при поддержке федеральных программ Министерство науки и высшего образования РФ, включая инициативы «Молодёжные лаборатории» и «Приоритет-2030».
Результаты работы опубликованы в научном журнале Hydrogen. В настоящее время ученые Томского политехнического университета продолжают исследования, направленные на масштабирование и последующее промышленное внедрение систем хранения водорода на основе нового композита.
Рубрика: Технологии. Читать весь текст на gazetadaily.ru.