Ученые Волгограда создали новый материал для эффективного хранения водорода

В Волгоградском государственном техническом университете (ВолгГТУ) группа исследователей разработала инновационный титано-железный материал на основе интерметаллического соединения титана и железа, обозначаемого как Ti₂Fe. Этот материал характеризуется высокой ёмкостью для хранения водорода и не требует предварительной активации, что делает его перспективным для применения в водородных системах. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации рассматривает данную технологию как потенциальную основу для разработки более эффективных методов хранения водорода, что может способствовать их промышленному внедрению.

Интерметаллид Ti₂Fe был синтезирован методом спекания порошковой смеси титана и железа в межкритическом интервале температур. Этот метод обеспечивает активное адсорбционное взаимодействие с водородом, что является значительным преимуществом по сравнению с традиционными материалами, такими как TiFe и LaNi₅, которые уступают новому составу по параметрам водородной ёмкости и коррозионной стойкости.

Для получения материала учёные применяют комплексную технологию, включающую взрывное прессование порошковых смесей с последующим спеканием при температурах выше точки плавления компонентов. В результате данной процедуры в структуре материала формируются стабильная фаза TiFe и метастабильная фаза Ti₂Fe. Метастабильная фаза обеспечивает диффузию водорода в структуру TiFe, устраняя необходимость в предварительной активации материала.

Процесс производства нового материала отличается от традиционных методик изготовления металлогидридов и не включает многократных операций переплава и длительного диффузионного отжига. Это позволяет существенно снизить энергозатраты и себестоимость производства, а также делает компоненты для синтеза более доступными по сравнению с сырьём для лантановых сплавов.

Испытания опытных образцов данного материала проводятся в АО «Гиредмет», научно-исследовательском центре «Росатома». Предварительные результаты демонстрируют высокий потенциал материала для использования в металлогидридных аккумуляторах и системах хранения водорода с высокой ёмкостью.