28 октября 2020

В России придумали новый тип накопителей водородного топлива

Экспериментальную установку для разработки передовых накопителей водородного топлива создали ученые Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) и Научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова (АО "НИИЭФА"). Система, по словам создателей, не имеющая аналогов в мире, позволит улучшить технологию производства наиболее безопасных и эффективных твердотельных накопителей водорода. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Водород, как отмечают ученые НИЯУ МИФИ, это практически неисчерпаемый энергоноситель, выступающий одним из фундаментов альтернативной энергетики. Наиболее безопасный формат его хранения – твердотельные накопители. В них водород хранится не в виде взрывоопасного газа, а в виде твердого вещества, гидрида металлов.

В большинстве современных твердотельных накопителей используются мелкодисперсные металлические порошки, однако специалисты НИЯУ МИФИ и АО "НИИЭФА" делают ставку на более перспективное, по их мнению, решение – ленточные накопители, состоящие из тончайших металлических пленок. Для исследования этих материалов и создания технологии их производства в НИЯУ МИФИ разработана уникальная многофункциональная электрофизическая установка, не имеющая аналогов в мире.

"Твердотельные накопители вообще и ленточные в частности – новое и активно развивающееся направление. Наша установка позволяет всесторонне изучить поведение водорода в металлических пленках, в том числе и особенности его термодесорбции, а также исследовать пленки различного состава и проанализировать зависимость их свойств от параметров процесса изготовления. В отличие от аналогов, наша система позволяет полностью контролировать все условия процесса, что поможет подобрать оптимальные материалы и режимы обработки",

– сообщил профессор Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ Александр Писарев.

Выделение водорода внутри накопителя происходит путем термодесорбции, то есть за счет нагрева гидрида. В отличие от металлического порошка, обладающего низкой теплопроводностью, тонкую металлическую ленту, как объяснили ученые, можно быстро нагреть пропусканием тока. Это делает ленточные накопители намного более удобными, чем порошковые, и позволяет увеличить КПД водородного генератора.

В большинстве методов изготовление пленок и их "зарядка" водородом – две разные стадии процесса, объяснили ученые НИЯУ МИФИ. Новая установка поможет, по их словам, исследовать возможности одновременного осаждения металла и газа, что позволило бы достичь при производстве серьезной экономии ресурсов и времени.

"Обычно пленки вначале напыляют на подложку, а затем насыщают водородом в газе при большом давлении. Мы считаем, что насыщенные водородом пленки можно вырастить путем напыления водород-активного металла в атмосфере водорода, в результате чего сразу получается продукт, готовый к установке в топливный картридж. Наша установка поможет разобраться с этим и рядом других вопросов в исследованиях ленточных накопителей водорода",

– объяснил Александр Писарев.

Исследования проводятся с активным привлечением студентов и молодых специалистов НИЯУ МИФИ.