Группа ученых университета МИСИС запатентовала сплав, который способен поглощать и высвобождать водород при комнатной температуре, сохраняя при этом стабильные характеристики при многократных циклах работы.
Как рассказал один из исследователей, аспирант кафедры физического материаловедения технологического университета Артём Король, новый материал может решить одну из ключевых задач альтернативной энергетики — безопасное, эффективное и недорогое хранение водорода. А в перспективе он способен расширить сферу применения газа для транспорта и автономных источников питания.
– Главная новация и отдельный экологический плюс нашей разработки в том, что сера вводится не в чистом виде, а в составе дешевого сульфида железа, который безопаснее чистой серы, – говорит Артём Король. – Атомы серы встраиваются в оксидную пленку на поверхности сплава, создавая неровности и шероховатости. Так молекулам водорода проще проникать через барьер. В результате сплав больше не нуждается в сложной активации, он начинает поглощать водород сразу, при комнатной температуре и сравнительно низком давлении.
Как говорят ученые, водород — один из самых перспективных энергоносителей. Однако его хранение и транспортировка остаются технологически сложными задачами. Газ легко воспламеняется и требует либо высокого давления, либо низких температур. Одним из способов его хранения являются накопители — специальные металлические сплавы, которые обратимо поглощают газ, образуя гидриды. Металл «запирает» водород в своей кристаллической решетке, а при нагреве или снижении давления — выпускает. Такая процедура усложняет эксплуатацию водорода и повышает стоимость систем хранения.
Исследователи нашли способ устранить эту проблему, добавив к составу хром и серу. Первая добавка позволяет снизить рабочие давления поглощения и выделения водорода, а вторая модифицирует поверхностный оксидный слой, делая его более проницаемым для водорода. В результате материал начинает эффективно взаимодействовать с водородом без предварительной активации.
– Новый сплав изготавливается из доступных компонентов с использованием дуговой или индукционной плавки в инертной атмосфере — технологий, хорошо освоенных в промышленности, – сказал профессор кафедры физического материаловедения университета Владислав Задорожный. – Разработка перспективна для масштабирования и внедрения в стационарных системах хранения водорода для энергетики, в установках резервного электроснабжения, а также в автономных энергетических комплексах.
Мона Платонова.
