Российские ученые создали материал для энергетики будущего
Ученые Дальневосточного федерального университета разработали новый способ насыщения тонких слоев металлических стекол водородом при комнатной температуре. Это позволит создавать материалы для развития водородной энергетики.
Разработанная аморфная наноструктура может применяться в водородной энергетике в качестве накопителя и хранилища водорода, в том числе для замены литий-ионных батарей в миниатюрных системах.
Металлическим стеклом можно заменить дорогостоящий палладий, применяемый в водородных системах сегодня. Разработчики подошли к решению проблемы производства экономически целесообразных накопителей, отсутствие которых остается главной преградой для развития водородной энергетики в промышленных масштабах.
«Высокая стоимость палладия и умеренное сродство к окислительным или восстановительным средам при экстремальных условиях создают большие барьеры для промышленного применения, — объясняет доцент кафедры компьютерных систем Школы естественных наук ДВФУ Юрий Иванов. — Проблему можно решить с помощью металлических стекол, непрозрачных сплавов аморфных металлов, которые не обладают кристаллической структурой».
Такие сплавы более устойчивы к агрессивным средам, а их стоимость заметно ниже. Кроме того, в металлических стеклах есть так называемый свободный атомный объем, пространство между атомами, что позволяет сильнее «пропитывать» их водородом по сравнению с материалами, которые имеют кристаллическую структуру.
У металлического стекла огромный потенциал в энергетическом секторе благодаря аморфной структуре и отсутствию типичных дефектов, характерных для поликристаллических металлов, а также высокой стойкости к окислению и коррозии.
В новом исследовании ученые применил методы электрохимии для обогащения водородом металлических стекол и одновременно для определения их способности поглощать водород. Дальнейшая цель ученых ДВФУ — разработать и оптимизировать новые композиции металлических стекол для конкретных энергетических приложений.
Металлическое стекло под электронным микроскопом. Фото: ZME Science