Томские ученые разработали технологию 3D-печати накопителей для хранения водорода

Ученые Томского политехнического университета разработали технологию аддитивного производства водородных накопителей разных форм и размеров. Применение аддитивных технологий позволяет управлять свойствами материалов и изготавливать накопители для низкотемпературных систем хранения самых разных конфигураций как для стационарного, так и для мобильного применения.

Физики Инженерной школы ядерных технологий Томского политехнического университета ведут разработку новых материалов и систем металлогидридного хранения водорода. На сегодняшний день создано порядка десяти вариантов составов композитов-накопителей водорода с использованием отечественной сырьевой базы и несколько модификаций низкотемпературных систем хранения для исследовательских и промышленных целей, сообщает пресс-служба вуза.

Теперь ученые разработали технологию, позволяющую изготавливать накопители водорода с разной геометрией методом экструзионной 3D-печати — мембраны, пластины, цилиндры. Уже отработан полный цикл производства композитов — от синтеза исходного сырья до изготовления компактов на основе титан-железного сплава и полимера акрилонитрилбутадиенстирола (ABS).

Процесс производства материала для 3D-печати начинается с создания субстанции, внешне схожей с пастой. Исходным сырьем служат микрочастицы сплава титана и железа, соединяемые с раствором ABS.

«Если анализ подтверждает равномерность распределения составляющих, готовую пластичную массу загружают в 3D-принтер. В процессе печати шприц, подающий материал, постоянно подогревается до температуры свыше 200°C, что обеспечивает необходимую текучесть материала для точного моделирования», — рассказал инженер отделения экспериментальной физики ТПУ Максим Копцев.

Внедрение аддитивных технологий в водородную энергетику открывает новые возможности для развития отрасли. Например, можно управлять свойствами полученных материалов.

«Полимер, который мы используем, играет роль пористой матрицы. Она способствует компенсации изменений объема материалов-накопителей, связанных со стадиями сорбции-десорбции водорода, и обеспечивает повышение стойкости к окислению композитов. Если говорить про форму, то сыпучие композиты предназначены для стационарных систем хранения, а компакты различной формы и размеров подойдут как для стационарных, так и для мобильных приложений», — рассказал руководитель проекта, доцент отделения экспериментальной физики ТПУ Роман Лаптев.

В настоящее время ученые работают над подбором оптимальных составов компактов для повышения емкости систем хранения водорода.

Исследование поддержано Российским научным фондом, результаты были представлены на проходящей в эти дни в Москве VII международной школе-конференции «Перспективные многокомпонентные (высокоэнтропийные) материалы». 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.