ПНИПУ: разработан уникальный материал для водородной инфраструктуры

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.