Российские ученые из Томского политехнического университета улучшили свойства композита на основе гидрида магния для хранения водорода. При синтезе впервые использовался наноразмерный никель, полученный методом электровзрыва проводников. Благодаря разработанной технологии ученым удалось более чем в два раза снизить температуру выхода водорода и добиться увеличения обратимой емкости материала по сравнению с самым исследованным металлогидридом для хранения водорода. Результаты работы опубликованы в журналах International Journal of Hydrogen Energy и Metals, сообщила пресс-служба Томского политехнического университета.
Металлогидридный метод хранения водорода считается одним из наиболее безопасных и эффективных. Водород хранится в связанном химическом виде, при необходимости металлогидрид нагревают и происходит десорбция (выход) водорода из материала.
На сегодняшний день гидрид магния является одним из перспективных материалов для использования в системах металлогидридного хранения водорода. Сам по себе он имеет обратимую емкость порядка 7 массовых процентов, однако десорбция водорода происходит при температуре примерно 400 ºC. Поэтому возникает потребность в поиске способов снижения температуры выхода водорода.
Российские ученые 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.
Авторы исследования выявили и описали 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.
«Полученный композит возможно использовать при температурах ниже 150ºC, что создает возможность использовать воду в качестве теплоносителя в металлогидридной системе хранения водорода, при этом обратимая емкость материала составила порядка 4 массовых процентов, — рассказал соавтор исследования, доцент отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий Томского политехнического университета Виктор Кудияров. — Для сравнения, обратимая емкость самого изученного на сегодняшний день металлогидрида для хранения водорода из сплава лантана и никеля (LaNi5) составляет 1-2 массовых процента».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
