Ученые Инженерной школы ядерных технологий Томского политеха разработали новый композитный материал для хранения водорода, сообщает пресс-служба вуза. Он создан на основе гидрида магния с добавлением наноразмерного никель-хромового порошка. Синергия компонентов позволила резко — до 86°C — снизить температуру высвобождения ценного газа. Для сравнения, чистый гидрид магния требует нагрева почти до 400°C. Разработка в три раза дешевле зарубежных аналогов, так как использует только отечественное сырье. Результаты работы опубликованы в авторитетном международном журнале.
Водород сегодня считается одной из самых перспективных альтернатив традиционному топливу. Его преимущества — высокая плотность энергии, доступность и экологичность: при использовании не образуется вредных выбросов. Газ можно хранить в разных состояниях, но самым эффективным методом признано химическое связывание. Именно в этом направлении и работают политехники.
«Одним из способов хранения водорода в химически связанном состоянии является применение гидридов металлов. В числе наиболее исследованных соединений — гидрид магния. Это вещество часто встречается в природе и характеризуется содержанием водорода на уровне 7% по массе. Важным свойством гидрида магния является его высокая стабильность, однако она же причина того, что десорбция водорода требует нагрева до 400°C. Поэтому возникает потребность поиска альтернативных материалов, позволяющих высвобождать водород при более низких температурах», — рассказывает соавтор исследования, доцент Инженерной школы ядерных технологий Виктор Кудияров.
Новый композит синтезирован методом механического смешивания в шаровой мельнице. Катализатор — наноразмерный порошок никеля и хрома, полученный методом электрического взрыва проводников, — образует на поверхности гидрида магния равномерный слой. Эта структура «ядро-оболочка» является ключом к эффективности материала.
«На поверхности гидрида магния атомы никеля и хрома образуют с водородом ковалентные связи. Это приводит к перераспределению электронного заряда между атомами водорода и добавками-катализаторами, из-за чего ионная связь водорода с магнием ослабевает», — поясняет соавтор работы, доцент Леонид Святкин.
Низкая температура десорбции открывает практические возможности.
Сейчас ученые работают над созданием больших систем хранения водорода на отечественной сырьевой базе, пригодных для массового производства.
