Дешевле, легче, безопаснее: российские ученые представили 3D-решение для водородной энергетики

Российские исследователи сделали шаг вперёд в развитии водородной энергетики. Учёные Томского политехнического университета разработали уникальную технологию, которая позволяет с помощью 3D-печати создавать компактные накопители водорода различной формы и размера. Новое решение обещает упростить производство таких устройств и сделать их доступными как для стационарных, так и для мобильных систем.

"Ученые Томского политеха разработали технологию, которая позволяет методом экструзионной 3D-печати изготавливать накопители водорода в различных геометриях — мембраны, пластины, цилиндры", — сообщили в пресс-службе Томского политехнического университета.

Как работает новая технология

Основная идея разработки заключается в применении аддитивных технологий (3D-печати) для создания водородных накопителей из композитных материалов. Исследователи разработали полный цикл — от синтеза сырья до готового изделия, способного безопасно удерживать и отдавать водород.

Материалом служит смесь микрочастиц сплава титан-железо и ABS-полимера. Из этой субстанции, похожей на густую пасту, методом экструзии формируются изделия заданной геометрии. Такая структура позволяет управлять свойствами конечного продукта и подбирать оптимальные параметры хранения газа.

"Полимер, который мы используем, играет роль пористой матрицы. Она способствует компенсации изменений объёма материалов-накопителей и повышает стойкость композитов к окислению", — пояснил руководитель проекта, доцент отделения экспериментальной физики ТПУ Роман Лаптев.

По словам учёного, сыпучие композиты подходят для стационарных систем хранения, а компакты разной формы и размера можно использовать и в мобильных установках.

FAQ

Что такое водородный накопитель?
Это устройство, которое может поглощать, хранить и отдавать водород, сохраняя его в безопасной форме.

Почему именно титан-железо?
Этот сплав обладает высокой способностью к сорбции водорода и устойчивостью к коррозии.

Можно ли использовать другие полимеры?
Теоретически — да. Но ABS-полимер обеспечивает оптимальный баланс между прочностью и гибкостью.

Когда технология дойдёт до промышленного применения?
По предварительным прогнозам, первые пилотные образцы могут быть внедрены в энергетических установках в течение 3-5 лет.

Мифы и правда

• Миф: 3D-печать не подходит для высокотехнологичных материалов.
  Правда: Современные экструзионные принтеры позволяют работать даже с композитами и металлопорошками.

• Миф: Водородное хранение небезопасно.
  Правда: В твёрдых композитах водород содержится в связанном состоянии, риск утечки минимален.

• Миф: Такие технологии слишком дороги.
  Правда: После внедрения серийного производства себестоимость резко снижается.

Три интересных факта

1. Один грамм водорода может выделить больше энергии, чем 30 граммов бензина.
2. Водородное топливо активно рассматривают как замену литий-ионным батареям.
3. В 2025 году планируется запуск пилотных проектов по хранению водорода на промышленных объектах Сибири.

Исторический контекст

Аддитивные технологии начали активно применяться в России в 2010-х годах, когда 3D-печать вышла за пределы прототипирования и стала инструментом для создания функциональных деталей. Водородная энергетика — новое направление, где 3D-печать открывает неожиданные возможности.