© yale.edu
04 Окт 2020, 03:34
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