Водородная энергетика считается одним из ключевых направлений низкоуглеродного будущего, однако ее массовое внедрение до сих пор сдерживает сложная технологическая проблема — хранение и транспортировка водорода. Его молекулы настолько малы, что способны проникать в металл, делая его хрупким и повышая риск утечек и аварий. Ученые Пермского Политеха предложили новое решение этой задачи, впервые в мире разработав композитный материал на основе модифицированного графита. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Водород рассматривается как топливо будущего: при его использовании образуется только вода, а удельная энергоемкость почти в три раза выше, чем у бензина. Это делает его перспективным для авиации, морского транспорта и железных дорог. В России, в частности, уже разрабатываются проекты водородных поездов и заправочной инфраструктуры. Однако высокая стоимость и сложность хранения газа пока остаются серьезным барьером.
Существующие решения — криогенное хранение при –253 °C, композитные баллоны высокого давления или металлогидриды — либо слишком дороги, либо технологически сложны и часто зависят от импорта. Альтернативой могут стать защитные покрытия для ёмкостей и трубопроводов, но большинство полимеров проницаемы для водорода.
Ученые ПНИПУ предложили использовать в таких покрытиях терморасширенный графит — легкий и пористый углеродный материал. Исследователи разработали новый способ его модификации, позволяющий получать однородную структуру с высокой способностью удерживать водород. В отличие от традиционных промышленных методов, технология безопасна, управляема и основана на отечественных компонентах.
«Мы используем пористую структуру терморасширенного графита как носитель для специальных барьерных соединений, которые блокируют диффузию водорода», — пояснила заведующая кафедрой «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ профессор Людмила Хименко.
В поры графита внедряются оксиды алюминия или хрома, после чего материал вводится в полимерную матрицу. Такая многоуровневая структура значительно повышает герметичность и устойчивость покрытий к водородному охрупчиванию.
По мнению исследователей, разработка открывает путь к созданию легких и прочных емкостей для хранения и транспортировки водорода. Это может стать важным шагом к снижению стоимости водородной инфраструктуры и ее практическому внедрению в России.
Ранее в России нашли безопасный способ добычи стратегического газа в Арктике.
