| Аннотация |
Проект направлен на создание новых композитов на основе гидрида магния, нанопорошка никеля, полученного методом электрического взрыва проволоки (ЭВП), и углеродных нанотрубок, позволяющих повысить теплопроводность металлогидридной засыпки. Для синтезированного композита предлагается использовать полимерную оболочку, способствующую предотвращению загрязнения и окисления активной поверхности порошка. Композиционный материал в сочетании с полимерной оболочкой позволяет обеспечить высокую емкость по водороду, быстрое протекание процессов зарядки/разрядки водородом в сочетании с устойчивостью к многократным циклам гидрирования/дегидрирования и окислению, а также низкими температурой и давлением эксплуатации. Применение наноразмерных ЭВП-порошков обусловлено их уникальной структурой и свойствами, а также положительным влиянием никеля на характеристики взаимодействия водорода с гидридом магния, показанным в ряде работ, в том числе в работах коллектива настоящего Проекта. Применение метода электрического взрыва проволоки (также известному как электрический взрыв проводников) позволяет получать быстро, экономично и в большом количестве наноразмерные порошки различных металлов и сплавов с контролируемыми в процессе получения структурой и свойствами. Добавление углеродных нанотрубок позволяет улучшить кинетику реакции сорбции и десорбции водорода, повысить теплопроводность металлогидридной засыпки, а также ингибировать агломерацию при циклических процессах сорбции/десорбции водорода, что также показано в ряде работ коллектива Проекта.
Актуальность проекта в аспекте получения фундаментальных знаний обусловлена отсутствием системных исследований влияния полимерной оболочки, нанесенной на частицы композиционных материалов MgH2–наноNi–УНТ, на свойства синтезированного композита по водороду. В прикладном аспекте актуальность исследования обосновывается необходимостью создания экономичных и высокоэффективных материалов и систем хранения водорода, которые обладают требуемыми для условий реальной эксплуатации свойствами по результатам установления закономерностей влияния полимерной оболочки и компактирования композитов на морфологию, структурно-фазовое состояние, содержание и энергию связи водорода, энергию активации сорбции и десорбции водорода, и их эффективную теплопроводность.
Новизна исследования состоит в комплексном подходе к оценке роли полимерной оболочки и компактирования на процессы накопления водорода в композитах на основе гидрида магния, ЭВП-наноразмерных порошков никеля и углеродных нанотрубок. Имеются работы по нанесению полимерных оболочек на другие сплавы, однако на настоящий момент опубликовано всего несколько исследований, рассматривающих нанесение полимерной оболочки на частицы гидрида магния. На настоящий момент отсутствуют сведения о свойствах композиционных материалов MgH2–наноNi–УНТ с нанесенной полимерной оболочкой (политетрафторэтилен), а также данные о влиянии компактирования композитов MgH2–наноNi–УНТ на морфологию, структурно-фазовое состояние, содержание и энергию связи водорода, энергию активации сорбции и десорбции водорода, и их эффективную теплопроводность. Таким образом, разработка композиционного материала MgH2–наноNi–УНТ с защитной полимерной оболочкой (политетрафторэтилен) и компактов на их основе позволит изготовить экономичные и высокоэффективные металлогидридные композиционные материалы, которые необходимы в рамках развития водородной энергетики Российской Федерации.
|
