Εφαρμογές κραμάτων αποθήκευσης υδρογόνου τιτανίου-σιδήρου
1. Δοχεία αποθήκευσης υδρογόνου
Τα κράματα αποθήκευσης υδρογόνου έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι ελαφριά και μικρού μεγέθους ως δοχεία για την αποθήκευση και τη μεταφορά υδρογόνου. Η χρήση κραμάτων αποθήκευσης υδρογόνου για αποθήκευση υδρογόνου δεν απαιτεί εξοπλισμό υψηλής πίεσης, εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας και μέτρα μόνωσης για την αποθήκευση υγρού υδρογόνου, που εξοικονομεί ενέργεια, είναι ασφαλές και αξιόπιστο.
2. Για τον διαχωρισμό και την ανάκτηση του υδρογόνου
Η βιομηχανική παραγωγή συχνά παράγει μεγάλο αριθμό καυσαερίων που περιέχουν υδρογόνο. Εάν το κράμα αποθήκευσης υδρογόνου μπορεί να διαχωριστεί, να ανακυκλωθεί και να χρησιμοποιηθεί, μπορεί να εξοικονομήσει πολύ ενέργεια.
3. Για την παραγωγή υδρογόνου υψηλής καθαρότητας
Προκειμένου να παραχθεί υδρογόνο υψηλής καθαρότητας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακαθαρσίες που περιέχουν υδρογόνο σε επαφή με το κράμα αποθήκευσης υδρογόνου. Όταν απορροφάται το υδρογόνο, οι ακαθαρσίες απορροφώνται στην επιφάνεια του κράματος. Αφού αφαιρεθούν οι ακαθαρσίες, απελευθερώνεται υδρογόνο και λαμβάνεται υδρογόνο υψηλής καθαρότητας.
4. Οχήματα που κινούνται με υδρογόνο
Η θερμική απόδοση του υδρογόνου είναι υψηλότερη από αυτή της βενζίνης και δεν υπάρχει ρύπανση μετά την καύση, γεγονός που καθιστά την προοπτική των υδρογονοκίνητων αυτοκινήτων πολύ ελκυστική. Ωστόσο, το βάρος του υλικού αποθήκευσης υδρογόνου είναι πολύ βαρύτερο από αυτό της δεξαμενής καυσίμου, το οποίο τείνει να επηρεάσει την ταχύτητα του αυτοκινήτου και βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της έρευνας και της δοκιμής.
Κατάσταση ανάπτυξης κράματος αποθήκευσης υδρογόνου τιτανίου-σιδήρου
Σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση του TASS, ερευνητές του Πολυτεχνείου Tomsk στη Ρωσία ανέπτυξαν μια νέα τεχνολογία για την αποθήκευση υδρογόνου σε υδρίδια μετάλλων. Η τεχνολογία χρησιμοποιεί κράμα τιτανίου-σιδήρου ως υλικό αποθήκευσης υδρογόνου, σε επαναλαμβανόμενη απορρόφηση και απελευθέρωση υδρογόνου χιλιάδες φορές αφού η απόδοση μειωθεί μόνο κατά 5-10%, το κόστος παρόμοιων προϊόντων για το ένα τρίτο.
Η αποθήκευση υδρογόνου με συμπίεση είναι σήμερα η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος αποθήκευσης υδρογόνου και η υψηλή πίεση θέτει υψηλότερες απαιτήσεις σε μέτρα ασφαλείας κατά την αποθήκευση και τη μεταφορά. Αντίθετα, η αποθήκευση υδρογόνου μετάλλου υδριδίου μπορεί να μειώσει σημαντικά την πίεση, να μειώσει το μέγεθος του εξοπλισμού και οι χώρες χρησιμοποιούν συνήθως υδρίδιο μετάλλου ως επαναχρησιμοποιήσιμο σταθερό εξοπλισμό αποθήκευσης υδρογόνου υλικά αποθήκευσης υδρογόνου.
Ο Kudyarov, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Πειραματικής Φυσικής του Tomsk Polytechnic University, επεσήμανε ότι τα κράματα λανθανιδών που αντιπροσωπεύονται από το LaNi5 έχουν εξαιρετικές ιδιότητες απορρόφησης και εκκένωσης υδρογόνου και είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά αποθήκευσης υδρογόνου μετάλλου, αλλά το υψηλό κόστος τους είναι σημαντικό μειονέκτημα, και οι πρώτες ύλες εξαρτώνται κυρίως από τις εισαγωγές. Σε αυτό το πλαίσιο, προσπάθησαν να χρησιμοποιήσουν κράματα τιτανίου-σιδήρου αντί για κράματα λανθανίδης-νικελίου, τα οποία μπορούν να μειώσουν σημαντικά το κόστος.
Επί του παρόντος, οι ερευνητές του πανεπιστημίου εργάζονται για περαιτέρω βελτίωση των ιδιοτήτων των κραμάτων τιτανίου-σιδήρου για αποθήκευση υδρογόνου, σχεδιάζοντας να αντικαταστήσουν το σημερινό μικροσκοπικό σχήμα σκόνης με μια πιο συμπαγή δομή και να προσθέσουν πρόσθετα που αυξάνουν τη θερμική αγωγιμότητα του κράματος. Η έρευνα έχει συμπεριληφθεί στο πρόγραμμα χρηματοδότησης «Προτεραιότητα 2030» του Ρωσικού Υπουργείου Παιδείας και Επιστημών.
