ПНИПУ: новый метод определяет, как водород «ведет себя» с металлами в двигателях

В Пермском Политехническом университете проведено новое исследование, посвященное воздействию водорода на металлические материалы при температурах 800 °C и выше. По информации, предоставленной пресс-службой учебного заведения, это первый опыт такого рода в стране. В условиях стремительного развития водородной энергетики, когда более 30 стран уже внедрили свои программы, общий объем инвестиций в эту область превысил 150 миллиардов долларов. Переход на водородные автомобили обещает сократить выбросы на 80-90%, а использование водородных самолетов — на 50-75%. Однако существует серьезная проблема: контакт водорода с металлом в двигателях может привести к разрушению компонентов, что чревато пожарами или взрывами.

Для изучения этого явления исследователи ПНИПУ разработали специальную установку, в которой металлические образцы помещаются в кварцевую камеру, расположенную внутри стального блока. Сначала в камеру подается гелий, а затем установка разогревается до 800 °C. После достижения стабильной температуры гелий заменяется водородом. Измерения температуры проводятся с высокой точностью — фиксируются даже самые незначительные колебания в сотые доли градуса с помощью двух синхронно нагреваемых датчиков.

В ходе эксперимента были изучены титановый и кобальтовый сплавы, которые используются в авиадвигателях и клапанах. Результаты показали, что титановый образец охлаждался на 0,53 °C, кобальтовый — на 0,15 °C, а практически чистый титан, напротив, нагревался на 0,47 °C. Николай Углев, старший научный сотрудник кафедры «Химические технологии», отметил, что выявить такие изменения в условиях высоких температур довольно сложно, однако разработанная методика это позволяет.

Согласно мнению ученых, различное поведение титана и кобальта в контакте с водородом делает их перспективными для применения в водородных двигателях и топливных системах. Эти результаты могут поспособствовать созданию более безопасных и надежных компонентов для авиации, машиностроения и энергетики будущего.