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 расширения его применения в промышленности необходимо разработать эффективные и экономичные методы очистки, подчеркнули ученые ТПУ.

Исследование ученых Томского политехнического университета открывает новые горизонты в области производства сверхчистого водорода и может стать ключом к более широкому использованию этого важного ресурса.

В современном мире производство водорода часто включает в себя получение газовых смесей, требующих последующего разделения для получения чистого вещества. Однако одним из перспективных подходов к этой проблеме является использование металлических мембран для отделения водорода от других газов. Эти мембраны создаются из многокомпонентных сплавов.

Ведущие специалисты ТПУ провели исследования и разработали новые высокоэнтропийные сплавы, состоящие из пяти и более элементов, которые могут быть использованы для создания мембран, выделяющих сверхчистый водород. В ходе исследований были изучены сплавы, содержащие ниобий, никель, титан, ванадий, кобальт и цирконий, чтобы определить влияние состава на их структуру и проницаемость водорода.

Эти новые высокоэнтропийные сплавы представляют собой инновационное решение для создания эффективных мембран, способных выделять чистый водород из газовых смесей. Результаты исследований проведенных специалистами ТПУ открывают новые перспективы для развития экологически чистых технологий производства водорода.

Исследователи отмечают, что сплавы, разработанные ими, обладают перспективными свойствами благодаря сочетанию высокой стабильности и проницаемости для водорода, сравнимой с чистым палладием и близкой к характеристикам дорогостоящих палладиево-серебряных сплавов. Эти материалы также проявляют высокую устойчивость к водородному охрупчиванию, процессу, который может привести к разрушению металла из-за взаимодействия с водородом.

Значимость полученных результатов не ограничивается только техническими характеристиками. Авторы исследования подчеркивают, что новые материалы обладают экономической эффективностью и высокими эксплуатационными свойствами. Это открывает новые перспективы для применения сплавов в различных отраслях промышленности и науки.

Изучение и разработка подобных материалов являются важным шагом в области создания инновационных решений для современных технологий. Надежность и долговечность сплавов открывают двери для улучшения производственных процессов и развития новых технологий, способствуя прогрессу в научных и инженерных сферах.

Исследователи ТПУ не только предлагают рекомендации по созданию высокоэнтропийных сплавов для водородных мембран, но и углубляются в изучение поведения водорода в этих материалах в зависимости от их состава. Этот подход позволяет сформировать фундаментальные основы для прогнозирования свойств разрабатываемых материалов.

Следующим этапом после исследований будет проектирование и создание прототипа фильтра на основе высокоэнтропийных сплавов в 2025 году, с последующими испытаниями в реальных условиях в 2026 году. В случае успешного прохождения испытаний и демонстрации экономической выгоды и эффективности прототипа, планируется переход к коммерциализации технологий мембранного разделения с применением высокоэнтропийных сплавов.

Исследование, финансируемое через госзадание "Наука" и поддерживаемое федеральной программой Минобрнауки "Приоритет-2030", представляет собой значимый шаг в развитии научной деятельности в России.

В рамках данного проекта научные специалисты из различных областей совместно работают над решением актуальных проблем и поиска новых знаний.

Благодаря финансированию и поддержке, исследование имеет все шансы на успешное завершение и внесение вклада в научный прогресс страны.

Источник и фото - ria.ru