В Томском политехническом университете синтезировали высокоэнтропийные сплавы для очистки водорода

Томские ученые разработали систему математического моделирования, позволяющую создать эффективные мембранные материалы для очистки водорода.

Разработка эффективных фильтров для очистки водорода - актуальная задача для науки и развития водородной энергетики. Чистый водород необходим для обеспечения стабильности и длительного срока службы топливных элементов. Однако водород, получаемый в результате конверсии природного газа, газификации угля и пиролиза промышленных отходов, имеет в своем составе большое количество примесей.

Палладий и его сплавы являются одним из наиболее эффективных и устойчивых к водороду мембранных материалов. Но их использование в производстве нецелесообразно в связи с высокой стоимостью.

Ученые Томского политеха занимаются получением высокоэнтропийных сплавов, которые обладают высокой водородопроницаемостью и устойчивостью к водородному охрупчиванию. Исследования проводятся при поддержке программы Минобрнауки "Приоритет 2030".

По данным политехников, наиболее перспективны металлы пятой группы, к числу которых относится ниобий. Но они подвержены водородному охрупчиванию. Решить эту проблему помогает добавление некоторых переходных металлов.

Фото: ТПУ

- Высокоэнтропийные сплавы обладают набором уникальных свойств за счет так называемого коктейльного эффекта от разных элементов. Они образуют единую кристаллическую решетку, не испытывают фазовых превращений в широком диапазоне температур, - рассказывает руководитель проекта, заведующий лабораторией перспективных материалов и обеспечения безопасности водородных энергосистем ТПУ Егор Кашкаров. - Варьируя состав сплава, мы можем менять микроструктуру и кристаллическую решетку материала для улучшения проницаемости водорода при относительно низких температурах.

В рамках проекта политехники разработали новые численные модели, позволяющие проводить оценку подвижности водорода при прохождении через многокомпонентные и высокоэнтропийные сплавы, содержащие ниобий.

Система математического моделирования позволяет проанализировать и подобрать состав сплава для получения материалов с улучшенными свойствами без многочисленных экспериментов.

Реклама

ФГАОУ ВО НИ ТПУ, ИНН 7018007264