В России создали титано-железный материал для безопасного хранения водорода

МОСКВА, 2 декабря. /ТАСС/. Ученые Волгоградского государственного технического университета создали титано-железный материал для аккумуляции водорода, который работает без предварительной активации и обладает повышенной водородной емкостью. Разработка может стать основой для внедрения более эффективных решений в области водородной энергетики, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.

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.

"Для получения материала применена комбинированная технология, включающая взрывное прессование порошков титана и железа и последующее спекание при температуре, превышающей точку контактного плавления компонентов. В этих условиях в структуре формируются две фазы: стабильный интерметаллид TiFe и метастабильная фаза Ti2Fe. Последняя выполняет важную функцию - облегчает проникновение водорода в структуру TiFe и одновременно снижает чувствительность материала к воздействию воздуха. За счет этого исключается необходимость в предварительной активации, которая традиционно требуется для большинства металлогидридных материалов", - сообщили в министерстве.

Технологический процесс изготовления материала упрощен по сравнению с методами, применяемыми для литых металлогидридов. Например, отсутствуют энергоемкие операции многократного переплава и длительного диффузионного отжига, что снижает себестоимость производства и делает технологию привлекательной для промышленного внедрения. При этом необходимые компоненты дешевле, чем сырье, используемое для получения лантанового сплава.

"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, научный сотрудник кафедры "Оборудование и технология сварочного производства" Дмитрий Черников.

Опытные образцы проходят испытания в АО "Гиредмет" - одном из ведущих научных центров госкорпорации "Росатом". Полученные результаты подтверждают перспективность материала при создании металлогидридных аккумуляторов нового поколения и систем хранения водорода большой емкости.