Ученые Томского политеха улучшили свойства композита для хранения водорода
Ученые Инженерной школы ядерных технологий Томского политеха улучшили свойства композита на основе гидрида магния для хранения водорода.
При синтезе впервые использовался наноразмерный никель, полученный методом электровзрыва проводников. Благодаря разработанной технологии ученым ТПУ удалось более чем в два раза снизить температуру выхода водорода и добиться увеличения обратимой емкости материала по сравнению с самым изученным металлогидридом для хранения водорода.
Исследование ученых выполнено в рамках Госзадания (№ FSWW-2023-0005) и при поддержке федеральной программы Минобрнауки «Приоритет-2030». Результаты работы опубликованы в журналах International Journal of Hydrogen Energy (Q1, IF: 4.3) и Metals (Q2, IF: 2.6).
Физики ТПУ создали новый композит на основе гидрида магния, который работает при более низкой температуре. Они впервые использовали метод электрического взрыва для получения наночастиц никеля и использовали их в качестве добавки к гидриду магния. Нанопорошок смешали с гидридом магния в шаровой планетарной мельнице и получили структуру ядро-оболочка, в которой магний выступает ядром, а наноникель — оболочкой.
В рамках проведенного исследования выявлены и описаны механизмы влияния наноразмерного никеля на снижение температуры десорбции водорода из гидрида магния. Они состоят в синергетическом эффекте из формирования дефектов, которые служат центрами зарождения новых фаз, каталитического эффекта, заключающегося в ослаблении связей магний-водород в присутствии на поверхности атомов никеля; а также образования интерметаллических соединений, действующих как «водородный насос» — происходит ускоренное накопление водорода за счет объемного расширения и микродеформаций кристаллической решетки магния.
Ранее при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» было закуплено оборудование, которое позволяет провести полный цикл создания материалов-накопителей. Сейчас физики Томского политеха заняты синтезом большого объема композита на основе гидрида магния и никеля, чтобы оценить его эффективность при многократных циклах сорбции и десорбции в лабораторной системе хранения водорода.
Фото: пресс-служба ТПУ