Разработка томских ученых позволит создать материалы для очистки водорода

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) создали систему математического моделирования проницаемости и взаимодействия водорода с другими элементами высокоэнтропийных сплавов, сообщили в пресс-службе вуза. Разработка проводилась в ходе программы «Приоритет 2030» нацпроекта «Наука и университеты». 

Высокоэнтропийные сплавы являются перспективными материалами для создания металлических мембран глубокой очистки водорода. Они более эффективны в эксплуатации и менее затратны в производстве по сравнению с существующими аналогами. Разработанная учеными отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий система моделирования позволяет проанализировать и подобрать состав сплава для получения материалов с улучшенными свойствами без многочисленных экспериментов. Ученые представили новые численные модели, позволяющие проводить оценку подвижности водорода при прохождении через многокомпонентные и высокоэнтропийные сплавы, содержащие ниобий. 

«Для того, чтобы провести анализ структурно-фазового состояния синтезируемого материала, его проницаемости и стойкости к водородному охрупчиванию, требуется большое количество экспериментов. Мы проводим моделирование кристаллов и сплавов первопринципными методами. Это позволяет существенно сократить время и трудозатраты по поиску оптимальных составов многокомпонентных сплавов. С помощью расчетов можно определить, как влияют разные элементы на параметры кристаллической решетки, характер взаимодействия водорода с атомами металлов и его диффузию в решетке, и понять их оптимальное соотношение в сплаве для достижения нужных свойств материала», — рассказал доцент отделения экспериментальной физики Леонид Святкин. 

Отметим, разработка эффективных фильтров для очистки водорода — актуальная задача для водородной энергетики и науки. 

Главная цель нацпроекта «Наука и университеты» — вывести Россию в пятерку мировых лидеров по разработкам в приоритетных областях. Создаются условия, чтобы ученым было комфортно жить и работать в нашей стране, большое внимание также уделяется популяризации науки, чтобы привлечь в эту сферу молодежь. Запущена программа по созданию сети современных кампусов. Исследователей обеспечивают передовым оборудованием и инфраструктурой, в том числе уникальными установками класса «мегасайенс» и новыми научными судами. Вузы, НИИ и бизнес приглашают участвовать в совместных проектах, что позволяет быстрее и эффективнее использовать передовые открытия на благо развития страны. Нацпроекты реализуются по решению Президента РФ Владимира Путина с 2019 года.