Hydrogen: томские ученые в три раза удешевили хранение водорода композитом

Учёные Томского политехнического университета разработали инновационный композитный материал на основе гидрида магния, обогащённый наночастицами никеля и хрома, который демонстрирует способность к выделению водорода при температуре 359 K (86 °C). Это значительно ниже минимального порога для аналогичных соединений, который составляет 1638 K (1365 °C), что подтверждается пресс-релизом университета. Композит полностью состоит из отечественных компонент, что существенно снижает его себестоимость и повышает экономическую эффективность систем хранения водорода.

Новый материал демонстрирует значительное улучшение термодинамических характеристик по сравнению с чистым гидридом магния. В то время как последний выделяет водород при нагреве до 373 K, разработанный композит способен выполнять эту функцию при значительно более низкой температуре. Это достижение обусловлено оптимизацией химических связей и микроструктуры материала, что позволило существенно повысить его термическую стабильность. Себестоимость нового композита примерно в три раза ниже по сравнению с его зарубежными аналогами, содержащими импортные добавки.

Химическое хранение водорода представляет собой стратегически важное направление для развития современной промышленности, особенно в контексте декарбонизации энергетических систем. Гидрид магния является одним из наиболее перспективных материалов для этой цели благодаря своей высокой плотности водорода и доступности. Однако его низкая термическая стабильность долгое время ограничивала его практическое применение. Исследователи Томского политехнического университета сосредоточились на снижении температуры выделения водорода до уровня, доступного для использования с помощью горячей технической воды, что является ключевым фактором для интеграции технологии в существующие промышленные процессы.

Успех в решении этой задачи был достигнут благодаря комплексному исследованию химических связей и их поведения при термодинамических воздействиях. Виктор Кудияров, доцент Инженерной школы ядерных технологий и один из соавторов исследования, подчеркнул, что детальное понимание взаимодействия атомов позволило целенаправленно оптимизировать свойства композита. Это открытие позволяет получать водород при температурах, достижимых на большинстве промышленных предприятий, что значительно упрощает его внедрение и эксплуатацию.

Разработка получила всестороннюю поддержку федеральных программ Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, включая инициативы «Молодёжные лаборатории» и «Приоритет‑2030». Результаты исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Hydrogen, что подтверждает их значимость и актуальность. Учёные Томского политехнического университета продолжают работы по масштабированию систем хранения водорода на основе отечественных материалов, что является важным шагом на пути к их промышленному внедрению.