Томські вчені з’ясували, як «змусити» гібридні матеріали для зберігання водню працювати при більш низькій температурі

34

Вчені томського політехнічного університету провели детальний аналіз останніх даних по створенню гібридних матеріалів-накопичувачів для зберігання і транспортування водню. Їх цікавили матеріали, що складаються з суміші металевих гідридів і металоорганічних каркасів. Вчені продемонстрували на прикладах, що при такому поєднанні матеріал може вкрай ефективно поглинати і віддавати водень, при цьому при більш низьких температурах, ніж просто гідриди металів. Результати дослідження опубліковані в статті в журналі applied materials today (if: 10,041; q1).

Матеріали-накопичувачі водню — це, як правило, порошкоподібні речовини або суміші, які за певних умов поглинають водень, а потім його «відпускають», коли це необхідно. Одними з найбільш перспективних типів матеріалів вважаються гідриди різних металів. Але у багатьох з кращих зразків є недолік, вони поглинають і віддають водень при високих температурах. Тобто матеріал спочатку потрібно сильно нагріти на сотні градусів за цельсієм, а це вимагає великих енергетичних витрат.

» у цієї проблеми є досить гарне для матеріалознавців рішення-потрібно змішати гідрид з іншим матеріалом і отримати новий композитний матеріал. Вкрай перспективним підходом є змішування з металоорганічними каркасами. Це речовини з тривимірною структурою, вони являють собою матрицю з іонів металів і органічних молекул. Але справа в тому, що таких речовин існує величезна безліч. І як зрозуміти, які гідриди змішувати з якими каркасами, за яких умов, і який результат вийде, які тут є закономірності, — щоб відповісти на ці питання ми і провели детальний аналіз робіт дослідницьких груп в різних країнах, вивчили створені ними композити. В результаті підготовки огляду і вже виконаних нами досліджень можна однозначно стверджувати, що існує синергетичний ефект», — говорить один з авторів статті, доцент відділення експериментальної фізики віктор кудіяров .

За його словами, в даному випадку синергетичний ефект при змішуванні гідридів з металоорганічними каркасами полягає в тому, що при збереженні ємності водню помітно знижується «робоча температура» композиту.

«у деяких роботах мова йде про зниження температури на 20-30%. Це суттєві показники. Зібрані дані доводять, що металоорганічні каркаси дійсно можуть бути хорошим рішенням проблеми високих температур. Більш того нам вдалося виявити ряд закономірностей, які дозволяють не перебирати все підряд металоорганічні каркаси, а створювати композити цілеспрямовано, заздалегідь розуміючи, що і з чим необхідно змішати. Ці дані ми вже використовуємо при створенні власних композитів, за якими вже провели розрахункові та експериментальні роботи», — зазначає віктор кудіяров .

Над дослідженням працювали фахівці відділення експериментальної фізики інженерної школи ядерних технологій та дослідницької школи хімічних і біомедичних технологій, що займаються дослідженням і синтезом нових металоорганічних каркасів. Тут цей науковий напрям очолює професор френсіс верпоорт (індекс хірша 56).