Лего для энергетики: томские ученые напечатали на 3D-принтере универсальное хранилище для водорода
Новую технологию 3D-печати накопителей для хранения водорода разных форм и размеров разработали специалисты Томского политехнического университета. Они использовали тот же пластик, что применяют при создании популярных детских конструкторов.
Использование 3D-принтеров для изготовления накопителей водорода — не новый метод. Ключевая особенность инновации ТПУ заключается в уникальном составе композита на основе сплава титан-железо и ABS-полимера. Это прочный и жесткий пластик, из которого делают детские конструкторы. Благодаря такому сочетанию ученые смогли изготовить накопители водорода разных форм — мембраны, пластины, цилиндры.
ABS-полимер работает как прочный и гибкий скелет объекта. Во время поглощения или высвобождения водорода материал «дышит»: расширяется и сжимается соответственно. Такой полимерный каркас не дает хрупкому веществу рассыпаться от многократных микродеформаций, обеспечивая долгий срок службы накопителя.
Раньше подобные хранилища были либо сыпучими, как порошок, либо имели строго заданную форму. Теперь же, благодаря полимеру, ученые могут буквально «лепить» конструкции любого размера и конфигурации: от огромных стационарных заправок до миниатюрных баков для портативной электроники.
Емкость новых накопителей — 2,2 массовых процента, то есть в изделии весом 100 граммов сможет храниться 2,2 грамма водорода. Это стандартный показатель для подобных материалов. Главное его преимущество в том, что и емкость, и скорость работы хранилища можно будет гибко настраивать под конкретную задачу.
На сегодняшний это один из самых безопасных методов хранения водорода. Наши накопители разработаны для низкотемпературных систем хранения с низким давлением. Обычно подобные системы эксплуатируются при 60–80 градусах Цельсия и давлении до 10 атмосфер. Если предположить, что произошла случайная разгерметизация системы хранения, то ни взрыва, ни детонации, ни воспламенения не произойдет.
Виктор Кудияро
Доцент отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ
Отметим, что накопители водорода действуют как губка: они впитывают и удерживают летучее вещество в себе. Такой принцип делает его хранение безопасным, компактным и удобным для использования. Сегодня томские ученые работают над подбором оптимальных составов накопителей для повышения емкости подобных систем.
