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 были опубликованы в журнале Hydrogen.

Сегодня водород рассматривается как чистый источник энергии, который обладает большим потенциалом для применения в топливных элементах. Однако, для его широкого использования в промышленности необходимы более эффективные и экономичные методы очистки, подчеркивают ученые ТПУ. В своем исследовании они сосредоточились на разработке материала, способного обеспечить высокую степень чистоты водорода.

Новый материал, созданный учеными Томского политехнического университета, открывает двери для более доступного и эффективного использования водорода в различных отраслях промышленности. Это значительный шаг в направлении создания экологически чистых источников энергии, способствующих устойчивому развитию общества.

Для улучшения процесса производства водорода и получения чистого вещества из газовых смесей, исследователи активно работают над разработкой новых методов разделения. Один из перспективных подходов заключается в создании металлических мембран, способных эффективно отделять водород от других газов. Такие мембраны обычно изготавливаются из многокомпонентных сплавов.

Специалисты ТПУ провели исследования, в результате которых были разработаны новые высокоэнтропийные сплавы, состоящие из пяти и более элементов. Эти сплавы предназначены для создания мембран, способных выделять сверхчистый водород. В ходе исследований было изучено влияние состава сплавов из ниобия, никеля, титана, ванадия, кобальта и циркония на их структуру и способность пропускания водорода.

Инновационные металлические мембраны, разработанные на основе высокоэнтропийных сплавов, представляют собой перспективное решение для эффективного отделения водорода от других газов в процессе производства. Благодаря уникальным свойствам этих материалов, возможно значительно улучшить процесс получения чистого водорода, что важно для развития водородной энергетики и других отраслей промышленности.

Исследователи отмечают, что сплавы, разработанные ими, обладают потенциалом благодаря их высокой устойчивости и способности пропускать водород, сравнимой с чистым палладием и приближенной к характеристикам дорогостоящих палладиево-серебряных сплавов. Эти материалы также проявляют высокую стойкость к водородному охрупчиванию, что предотвращает разрушение металла в результате его взаимодействия с водородом.

Особое внимание следует уделить значимости полученных результатов. Авторы исследования утверждают, что новые материалы не только обладают экономической эффективностью, но и имеют высокие эксплуатационные характеристики, что делает их привлекательными для различных промышленных сфер и технологических процессов. Важно отметить, что эти свойства открывают новые перспективы для развития современных технологий и применения в различных отраслях промышленности.

Ученые ТПУ не только предлагают рекомендации по синтезу высокоэнтропийных сплавов для водородных мембран, но и стремятся к созданию фундаментальных основ для изучения поведения водорода в этих материалах. Это имеет важное значение для прогнозирования свойств новых материалов.

Кроме того, планы ученых на 2025 год включают проектирование и изготовление прототипа фильтра на основе высокоэнтропийных сплавов, который будет протестирован в реальных условиях в 2026 году. В случае успешной экономической и технической эффективности прототипа, следующим этапом будет коммерциализация технологий мембранного разделения с применением этих сплавов.

Исследование, финансируемое из государственного бюджета по программе "Наука", является частью стратегического плана развития научной сферы до 2030 года, поддерживаемого Министерством образования и науки Российской Федерации.

Источник и фото - ria.ru