Ученые Томского политехнического университета создали вещество для аккумулирования водорода, обеспечивающее его накопление и высвобождение при заметно меньших температурах.
Новый накопитель уменьшает энергию активации процесса втрое относительно чистого гидрида магния, за счет чего применение водорода становится проще и дешевле.
Материал был разработан с учетом состава и дефектов кристаллической структуры. Это позволило в три раза понизить энергию активации для сорбции и десорбции, если сравнивать с реакцией в чистом гидриде магния, что открывает новые возможности для безопасного хранения водорода в твердом состоянии.
Основой материала выступает гидрид магния с добавками никеля в наноразмерной форме и углеродных нанотрубок. Смесь подвергали измельчению в специальной мельнице на протяжении двух часов в инертной атмосфере.
Накопитель удерживает 5,5% водорода по массе, что меньше показателя чистого гидрида магния (7%), но он принимает и отдает газ гораздо легче. Энергия, нужная для выделения водорода, сократилась с 161 до 50-58 кДж/моль.
Углеродные нанотрубки существенно улучшают теплоперенос и ускоряют поглощение и выделение водорода. Никель, в свою очередь, дает возможность понизить рабочие температуры.
Материал также обладает особой фазой, которая действует как водородный насос. Она перераспределяет водород внутри структуры и способствует занятию им положений, выгодных с энергетической точки зрения.
Ученые подчеркивают, что знание о том, как структурные дефекты отражаются на свойствах материала, дает возможность целенаправленно совершенствовать накопители. В дальнейшем это будет способствовать созданию более продвинутых систем хранения энергии для водородных технологий следующего поколения.
Твердотельное хранение водорода рассматривается как одно из перспективных направлений водородной энергетики. Оно позволяет уменьшить давление в системе и повысить безопасность.
