金屬氫化物是一種具有很高能量密度的化合物，因此在儲氫領(lǐng)域具有巨大的潛力。然而，目前金屬氫化物儲氫技術(shù)的成本較高，限制了其廣泛應(yīng)用。俄羅斯托木斯克理工大學的研究人員通過采用鈦鐵合金作為儲氫材料，成功降低了成本，提高了效率。
據(jù)報道，俄羅斯托木斯克理工大學研究人員研制出一種金屬氫化物儲氫新技術(shù)。該技術(shù)使用鈦鐵合金作為儲氫材料，在反復(fù)吸放氫數(shù)千次后效率僅降低5%—10%，成本為同類產(chǎn)品的三分之一。該技術(shù)的創(chuàng)新，不僅推動了氫能的商業(yè)化進程，還將可能改變能源市場的格局。
鈦鐵合金作為一種輕質(zhì)、高強度的金屬材料，具有良好的導電性和磁性，非常適合用于儲氫材料。在這項新技術(shù)中，鈦鐵合金被加工成納米尺寸的顆粒，然后與氫氣發(fā)生反應(yīng)，形成金屬氫化物。這種金屬氫化物在充放過程中可以保持較高的體積穩(wěn)定性和安全性，從而提高了儲氫效果。
這項技術(shù)的另一個顯著優(yōu)勢是成本低廉。與目前市場上的金屬氫化物儲氫技術(shù)相比，托木斯克理工大學的研究成果可以將成本降低至少三分之二，使得金屬氫化物儲氫技術(shù)更具競爭力。這將有助于推動氫能在全球范圍內(nèi)的普及和應(yīng)用，為解決能源危機和減少溫室氣體排放提供有力支持。
在“雙碳”目標的背景下，氫能被視為重要的清潔能源，根據(jù)國際氫能委員會的預(yù)測，到2050年，氫能在全球能源消費中的比例可能會達到18%。然而，當前氫能的商業(yè)化應(yīng)用仍面臨著成本高、儲存和運輸技術(shù)不成熟等多重挑戰(zhàn)。
目前，氫氣的儲存主要有高壓氣體儲存、液氫儲存和金屬氫化物儲存3種方式。壓縮儲氫是目前最常用的儲氫方法，高壓對存儲運輸過程中的安全措施提出了更高要求。相比之下，金屬氫化物儲氫可顯著降低壓力、縮小設(shè)備體積，各國已普遍使用金屬氫化物作為可重復(fù)使用的固定式儲氫設(shè)備的儲氫材料。
壓縮儲氫是目前最常用的儲氫方法，高壓對存儲運輸過程中的安全措施提出了更高要求。相比之下，金屬氫化物儲氫可顯著降低壓力、縮小設(shè)備體積，各國已普遍使用金屬氫化物作為可重復(fù)使用的固定式儲氫設(shè)備的儲氫材料。
托木斯克理工大學實驗物理系副教授庫季亞羅夫指出，以LaNi5為代表的鑭系合金具有優(yōu)良的吸放氫性能，是目前使用最廣泛的金屬氫化物儲氫材料，但其高昂成本是一大劣勢，且原料主要依賴進口。在此背景下，他們嘗試使用鈦鐵合金替代鑭鎳合金，可顯著降低成本。
目前，該大學研究人員正在進一步改進鈦鐵合金儲氫材料性能，計劃用更為緊湊的結(jié)構(gòu)取代目前的微小粉末形狀，并加入提高合金導熱系數(shù)的添加劑。相關(guān)研究已被俄教育科學部列入“優(yōu)先2030”資助計劃。此外，該大學研究人員還表示他們正在進一步改進鈦鐵合金儲氫材料性能，計劃用更為緊湊的結(jié)構(gòu)取代目前的微小粉末形狀，并加入提高合金導熱系數(shù)的添加劑。
總之，托木斯克理工大學研究人員研制出的金屬氫化物儲氫新技術(shù)不僅提高了效率和降低了成本，還具有很大的潛力改變能源市場的格局。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，相信金屬氫化物儲氫將成為未來能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。
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