В Томске создали недорогие сплавы для получения чистого водорода

Ученые Томского политеха разработали сплавы для выделения сверхчистого водорода, который может стать альтернативой дорогостоящим мембранам из палладия и сплавов палладия с серебром.

Это открывает новые перспективы для широкого использования водорода в промышленности, считают авторы исследования, результаты которого опубликованы в журнале Hydrogen.

Сегодня водород рассматривается как чистый источник энергии, который обладает большим потенциалом для использования в топливных элементах. Однако, для его широкого внедрения в промышленности необходимы эффективные и экономичные методы очистки, подчеркивают ученые ТПУ. В связи с этим их разработка сплавов для выделения сверхчистого водорода представляет значительный научный прорыв.

По мнению специалистов, использование новых материалов для выделения водорода может значительно упростить процесс его очистки, снизить затраты и сделать этот процесс более доступным для промышленных предприятий. Это в свою очередь способствует увеличению использования водорода в различных отраслях промышленности и повышению его эффективности как альтернативного источника энергии.

Металлические мембраны для отделения водорода от других газов представляют собой один из самых перспективных подходов в области производства чистого водорода. Существующие методы производства водорода часто приводят к получению газовых смесей, требующих дополнительного разделения для получения чистого вещества.

Специалисты ТПУ провели исследования по синтезу новых высокоэнтропийных сплавов, состоящих из пяти и более элементов, специально для создания мембран, которые могут выделять сверхчистый водород. Они изучили влияние состава сплавов ниобия, никеля, титана, ванадия, кобальта и циркония на их структуру и проницаемость водорода.

Исследования показали, что использование металлических мембран на основе высокоэнтропийных сплавов открывает новые перспективы для эффективного отделения водорода от других газов. Такие инновационные подходы могут значительно улучшить процессы производства водорода и способствовать развитию экологически чистых технологий.

Исследователи отмечают, что разработанные ими сплавы обладают потенциалом благодаря сочетанию высокой устойчивости и проницаемости для водорода, сравнимой с чистым палладием и приближенной к характеристикам дорогостоящих палладиево-серебряных сплавов. Эти материалы также проявляют высокую стойкость к водородному охрупчиванию, процессу, который приводит к разрушению металла из-за взаимодействия с водородом.

Следует отметить, что значимость полученных результатов заключается не только в том, что материалы обладают экономической эффективностью и высокими эксплуатационными характеристиками, но и в их потенциале для применения в различных областях, где требуется высокая стабильность и проницаемость для водорода.

Исследования показали, что эти сплавы могут стать ключевым элементом в разработке новых технологий, где важным является сочетание надежности, долговечности и эффективности в использовании водорода.

Ученые ТПУ не только исследуют синтез высокоэнтропийных сплавов для водородных мембран, но и стремятся понять поведение водорода в этих сплавах в зависимости от их состава. Это позволит более точно прогнозировать свойства разрабатываемых материалов.

Следующим этапом исследования, запланированным на 2025 год, будет создание прототипа фильтра на основе высокоэнтропийных сплавов. В 2026 году планируется провести испытания прототипа в реальных условиях. Если эксперимент будет успешным и прототип окажется экономически выгодным и эффективным, то начнется процесс коммерциализации технологий мембранного разделения с использованием высокоэнтропийных сплавов.

В рамках госзадания "Наука" и при поддержке федеральной программы Минобрнауки "Приоритет-2030" проводится исследование, которое направлено на изучение важных аспектов развития научной сферы.

Этот проект исследования, финансируемый государством, имеет целью выявить перспективы развития науки в ближайшие десятилетия и определить ключевые направления деятельности в этой области.

Благодаря поддержке Минобрнауки и федеральной программы "Приоритет-2030", ученые и специалисты могут более эффективно работать над новыми открытиями и инновациями, способствуя прогрессу и развитию общества в целом.

Источник и фото - ria.ru