Ученые Пермского Политеха впервые исследовали, как именно водород влияет на металлы в экстремальных условиях — при 800 °C и выше.
Водородная энергетика стремительно набирает обороты: более 30 стран уже запустили национальные программы, а общий объем инвестиций в отрасль превысил 150 миллиардов долларов. Считается, что переход на водородные автомобили способен сократить выбросы на 80–90%, а использование водородных самолетов уменьшит углеродный след на 50–75%. Но есть ключевая проблема: при работе двигателей водород неминуемо контактирует с металлом, и на высоких температурах это может привести к разрушению деталей и, как следствие, к пожарам или взрывам.
Исследователи ПНИПУ создали установку, где образцы металла помещаются в кварцевую камеру внутри стального блока. Сначала туда подают гелий, затем систему разогревают до 800 °C, и только после стабилизации температуры гелий заменяют водородом. Даже малейшие изменения температуры — сотые доли градуса — фиксируются двумя синхронно нагреваемыми датчиками.
«Мы изучили титановый и кобальтовый сплавы, используемые в авиадвигателях и клапанах. Титановый образец охлаждался на 0,53 °C, кобальтовый — на 0,15 °C, а почти чистый титан, напротив, нагревался на 0,47 °C. Уловить такие колебания на фоне 800 градусов крайне сложно, но наша методика это позволяет», – пояснил Николай Углев, старший научный сотрудник кафедры «Химические технологии» ПНИПУ, кандидат химических наук.
По мнению ученых, титановые и кобальтовые сплавы ведут себя по-разному в контакте с водородом и могут быть наиболее перспективными материалами для водородных двигателей и топливных систем. Эти данные помогут разработать более надежные и безопасные компоненты для водородной авиации, машиностроения и энергетики будущего.
Понравилась ли Вам статья?
