О новых исследованиях кинетики поглощения водорода

Сотрудники физического факультета МГУ в коллаборации с Курчатовским научно-исследовательским центром и лабораторией Института металлургии имени А.А. Байкова (ИМЕТ РАН) представили исследование влияния различных режимов гидрирования на структурное состояние диффузионных фильтров-мембран из сплава Pd₉₃Y₇ в журнале «Физика металлов и металловедение». Результаты работы помогут открыть новые функциональные материалы с особыми физическими свойствами — с улучшенными показателями прочности и водородопроницаемости, что позволит сделать процессы получения и хранения высокочистого водорода более эффективными и безопасными. 

Существует несколько технологических процессов очистки водорода от примесей, но метод селективной диффузии с применением плотных металлических мембран из сплавов на основе палладия обеспечивает наиболее высокий показатель чистоты водорода, ≥99.9999 об. %. Особо следует отметить биологическую совместимость с человеческим организмом водорода, получаемого с помощью мембранных сплавов на основе палладия, что важно для пищевой промышленности, фармакологии и медицины.

Для улучшения показателей рабочих характеристик мембранных сплавов и надежности их использования учёные физического факультета провели исследование различных режимов гидрирования на структурное состояние диффузионных фильтров состава Pd₉₃Y₇.

«Основной результат работы — уточнение границ формирования области несмешиваемости фаз различной концентрации водорода, так называемых гидридных β и α формирований, в системе Pd–Y–H. Установлено влияние исходного состояния сплава на различия их формирования. Определено содержание окклюдированного водорода в структуре мембран и связанные с ним дилатации кристаллической решетки», — рассказала научный сотрудник кафедры физики твердого тела МГУ Ольга Акимова.

Перспектива подобных исследований — развитие новых технологий для создания функциональных материалов с особыми физическими свойствами — это могут быть улучшенные показатели прочности и водородопроницаемости мембранных металлических фильтров, что позволит сделать процессы получения и хранения высокочистого водорода более эффективными и безопасными.

Исследования структурно-фазового состояния диффузионных фильтров-мембран проведены на высокоточном уникальном оборудовании Курчатовского научно-исследовательского центра методами рентгеновской дифракции с использованием синхротронного излучения и растрового микроскопа высокого разрешения Supra_MSU.