Titāna bāzes ūdeņraža uzglabāšanas materiālu pētniecības progress
Pamatojoties uz tīra titāna un TiZr sēriju ūdeņraža adsorbcijas zemo līdzsvara spiedienu, spēcīgu hēlija fiksācijas spēju, stabilām ķīmiskajām īpašībām un izveidotā hidrīda augsto drošību, to var izmantot ilgstošai ūdeņraža uzglabāšanai. Galvenā problēma, kas jāatrisina, ir samazināt saglabāšanas spēju; pamatojoties uz TiFe sistēmas un TiMn sistēmas desorbcijas ūdeņraža augsto līdzsvara spiedienu, to var izstrādāt un pētīt ūdeņraža uzglabāšanai un sūknēšanai ražošanas procesā. Galvenā risināmā problēma ir realizēt atkārtotu materiālu pārstrādi un samazināt izmaksas.
Lai atrisinātu augstākminētās problēmas, pašreizējais pētījuma virziens galvenokārt ir elementu aizstāšana. Cerams, ka, pētot trīskāršo vai pat vairāku sakausējumu, daudzkomponentu sakausējumu ūdeņraža absorbcija un desorbcija un visaptverošās īpašības būs izrāviens.
1. Tīrs titāns
Salīdzinot ar citiem materiāliem, titānam ir ļoti izcili rādītāji ūdeņraža uzglabāšanā. Pirmkārt, titāna priekšrocība ir tā, ka tas ātri adsorbē un desorbē ūdeņradi. Turklāt līdzsvara spiediens titāna ūdeņraža adsorbcijai istabas temperatūrā (25 grādi) ir 10-8 Pa, un zemais adsorbcijas līdzsvara spiediens samazina ūdeņraža zudumus; otrkārt, drošības ziņā titāna-ūdeņraža savienojumi ir ļoti stabili, viegli apstrādājami pat tad, ja tie ir pakļauti gaisa iedarbībai istabas temperatūrā, un ūdeņradis neizdalīsies, ja vien netiks izmantota augsta temperatūra; visbeidzot, titāns ir lēts metāls, un titāns ir bagāts ar dabas resursiem. Zemes garozas saturs ir 5 reizes lielāks nekā dzelzs un 100 reizes vairāk nekā vara. Galvenais titāna ūdeņraža uzglabāšanas trūkums ir tas, ka titāna hidrīda desorbcijas temperatūra ir pārāk augsta un aizture ir liela. Lai sasniegtu līdzsvara ūdeņraža spiedienu 100 kPa, tas ir jāuzsilda līdz 800 grādu temperatūrai.
2. TiFe sistēma
TiFe sakausējums ir sava veida ūdeņraža uzglabāšanas materiāls ar labu veiktspēju, un tas ir arī tipisks AB tipa ūdeņraža uzglabāšanas sakausējums. 1974. gadā to atklāja Reilly un Wiswall ASV. Kā ūdeņraža uzglabāšanas materiāls TiFe sakausējums ir pakāpeniski pētīts. Darbinieki tam piešķir lielu nozīmi un ir veikuši daudz pētījumu.
Pēc aktivēšanas TiFe sakausējumam ir labāka ūdeņraža absorbcijas un desorbcijas veiktspēja, un tā ūdeņraža adsorbcijas un desorbcijas spēja ir salīdzinoši liela, un maksimālā ūdeņraža absorbcijas spēja ir līdz (masas daļa), un tā adsorbcijas līdzsvara ūdeņraža spiediens telpā. temperatūra ir 300 kPa. Uz TiFe bāzes izgatavotiem sakausējumiem ir daudz priekšrocību kā ūdeņraža uzglabāšanas materiāliem, taču ir arī dažas problēmas: 1) aktivizēšana ir sarežģīta; 2) aiztures spēja ir liela.
3. TiZr sērija
Zr un Ti pieder pie IVB grupas metāla elementiem. Līdzīgi kā Ti, Zr ir arī metāla materiāls ar augstu ūdeņraža absorbcijas blīvumu. Pētījumi ir parādījuši, ka piemērota Ti/Zr attiecība var uzlabot sakausējuma īpašības; turklāt, pievienojot trešo komponentu metālu M (kur M ir Co, Cr, V, Fe utt.), tas var arī uzlabot TiZr ūdeņraža uzglabāšanas veiktspēju. Benvenuti C et al. ir parādījuši, ka TiZrV ir labas ūdeņraža absorbcijas īpašības un tam ir plašs pielietojumu klāsts ūdeņraža un tā izotopu uzglabāšanas un attīrīšanas jomā. izredzes.
