Поделиться
В России создан недорогой материал для хранения топливного водорода
Российские исследователи разработали новый титано-железный материал, способный аккумулировать водород без предварительной активации. Главное достоинство материала — его особая структура, которая появляется при нагревании смеси порошка до определенной температуры. Компоненты для его производства в пять раз дешевле, чем у аналогов, содержащих лантан.
Создание нового материала
В России создали титано-железный материал для безопасного хранения водорода, пишет ТАСС. Разработка может способствовать развитию водородной энергетики в России, предлагая более надежные и экономичные решения.
Российские ученые из Волгоградского государственного технического университета (ВолгГТУ) создали титано-железный материал для аккумуляции водорода, который работает без предварительной активации и обладает повышенной водородной емкостью.
Распространенные материалы для хранения водорода создаются на основе соединений TiFe и LaNi5. Исследователи разработали новый материал на основе интерметаллического соединения титана и железа Ti2Fe, обладающий метастабильной структурой, которая формируется при спекании порошковой смеси в межкритическом интервале температур. Данная структура обеспечивает высокую способность материала поглощать и удерживать водород.
По информации Министерства науки и высшего образования (Минобрнауки) России, материал получен по комбинированной технологии: взрывное прессование порошков титана и железа с последующим спеканием при температуре выше точки контактного плавления компонентов. В результате в структуре образуются две фазы: стабильный интерметаллид TiFe и метастабильная фаза Ti2Fe. Метастабильная фаза обеспечивает легкое проникновение водорода в TiFe и значительно повышает устойчивость материала к воздействию воздуха. Благодаря этому отпадает необходимость в традиционной предварительной активации, обязательной для большинства металлогидридных материалов, пояснили в министерстве.
Хорошие характеристики
Технология производства материала существенно проще, чем традиционные методы получения литых металлогидридов. В ней исключены энергоемкие этапы многократного переплава и длительного диффузионного отжига, что заметно снижает себестоимость и делает процесс привлекательным для промышленного масштабирования. Кроме того, исходные компоненты (титан и железо) значительно дешевле сырья, необходимого для производства лантансодержащих сплавов (например, LaNi5).
«Прямое использование TiFe затруднено: на его поверхности образуются оксидные пленки, препятствующие проникновению водорода. Мы модифицировали состав таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ водорода в материал, повысить емкость по сравнению с LaNi5 и одновременно снизить стоимость производства. В результате было получено соединение Ti2Fe, формирующее гидриды с большей емкостью, чем стехиометрический TiFe, а также имеющее оксидные пленки, более восприимчивые к водороду и позволяющие ему проникать внутрь структуры», — пояснил один из авторов исследования и научный сотрудник кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» Дмитрий Черников.
Тестирование свойств
Опытные образцы в декабре 2025 г. проходят испытания в АО «Гиредмет» — одном из ведущих научных центров государственной корпорации «Росатом».
Перспективы инновационной деятельности института «Гиредмет» связаны с опережающим развитием исследований и разработок в области создания наноматериалов, конструктивных и функциональных материалов для новых поколений технологий и техники для обеспечения укрепления стратегической безопасности России, повышения конкурентоспособности российской экономики на рынке высоких технологий.
Полученные результаты подтверждают перспективность материала Ti2Fe при создании металлогидридных аккумуляторов нового поколения и систем хранения водорода большой емкости.
Национальный проект
ВолгГТУ — ведущее высшее учебное заведение Поволжья, крупный научный центр Юга России, участник программы «Приоритет 2030», входящий в число лидеров технических вузов страны. В результате реорганизации и объединения ВолгГТУ и архитектурно-строительного университета был образован опорный университет региона.
Национальный проект «Молодежь и дети» направлен на создание возможностей для развития талантов и самореализации молодых людей. В центре национального проекта — строительство и ремонт школ, повышение квалификации педагогов, создание новых методик преподавания и комфортных условий для обучения. Национальный проект также предусматривает развитие сети кампусов мирового уровня и поддержку вузов по программе «Приоритет 2030». Обновленные национальные проекты реализуются по решению Президента России Владимира Путина с 2025 г.
Короткая ссылка
