В Томском политехническом университете (ТПУ) совершили прорыв в области энергетики будущего. Исследователи разработали уникальную технологию, позволяющую создавать на трехмерном принтере накопители для хранения водорода практически любой формы и размера. Об этом сообщает пресс-служба вуза. Уточняется, что открытие способно кардинально изменить подход к конструкции систем хранения, сделав их более эффективными и универсальными.
Разработка ведется в стенах Инженерной школы ядерных технологий Томского политеха. В фокусе их внимания — создание новых материалов и передовых систем так называемого металлогидридного хранения водорода. На сегодняшний день томскими физиками уже создано около 10 вариантов составов композитов-накопителей, использующих отечественное сырье, а также несколько модификаций низкотемпературных систем хранения для исследовательских и промышленных нужд.
Новым шагом в этих изысканиях стала разработка технологии экструзионной 3D-печати, которая позволяет изготавливать накопители водорода в различных геометриях — от мембран и пластин до цилиндров. На данный момент ученые отработали полный цикл производства: от синтеза исходного сырья до изготовления готовых компактов на основе сплава титан-железо и ABS-полимера.
Процесс рождения нового материала начинается с создания особой субстанции, внешне напоминающей густую пасту. Исходным сырьем служат микроскопические частицы сплава титан-железо, которые соединяют с ABS-полимером и специальным растворителем.
«Если анализ подтверждает равномерность распределения составляющих, готовую пластичную массу загружают в трехмерный принтер. В процессе печати шприц, подающий материал, постоянно подогревается до температуры свыше 200 °C, что обеспечивает необходимую текучесть материала для точного моделирования», — пояснил инженер отделения экспериментальной физики ТПУ Максим Копцев.
Исследование важно для реального сектора экономики . Внедрение аддитивных технологий в водородную энергетику открывает для отрасли новые возможности. Одним из ключевых преимуществ является возможность управления свойствами получаемых материалов.
«Полимер, который мы используем, играет роль пористой матрицы. Она способствует компенсации изменений объема материалов-накопителей, связанных со стадиями сорбции-десорбции водорода, и обеспечивает повышение стойкости к окислению композитов. Если говорить про форму, то сыпучие композиты предназначены для стационарных систем хранения, компакты различной формы и размеров подойдут как для стационарных, так и для мобильных приложений», — отметил руководитель проекта, доцент отделения экспериментальной физики политеха Роман Лаптев.
На сегодняшний день коллектив ученых сосредоточен на дальнейшем совершенствовании разработки. Ученые ведут работу по подбору оптимальных составов компактов, что позволит в будущем значительно повысить емкость систем хранения водорода и приблизить массовое внедрение технологии.
