Группа студентов из Дананга использовала металлогидридные материалы и методы нагрева для осуществления процесса зарядки и разрядки водорода, создав устройство, способное хранить более 20 г газообразного водорода.
Исследование проводилось Во Ду Динем, Ле Ань Ваном, Лам Дао Нхоном, Нгуен Хунг Тамом и Май Дык Хунгом с кафедры автомобильной механики факультета машиностроения Университета технического образования — Дананга с октября 2023 года. Продукт посвящен технологии хранения энергии на основе твердого водорода, применяемой в системах управления энергопотреблением и экологически чистом транспорте.
Изделие состоит из двух основных частей: водородного резервуара со вспомогательными компонентами и интеллектуальной системы управления. Принцип работы резервуара основан на реакции между металлическим магнием в резервуаре и водородом с образованием гидрида магния (MgH₂). При нагревании до 250–350 °C происходит накопление водорода при давлении выше 1 бар. Выделение водорода, наоборот, происходит при давлении ниже 1 бар.
Интеллектуальная система, включающая микроконтроллеры и датчики, отслеживает и контролирует температуру и давление. Это обеспечивает эффективную и безопасную работу системы во время фазового перехода водородного компаунда.
По словам руководителя группы Во Ду Диня, в настоящее время существуют три технологии хранения водорода: в сжатом газе, сжиженном газе и в твёрдом виде. В сжатом газе водород хранится в баллонах высокого давления, от 350 до 700 бар (5000–10 000 фунтов на кв. дюйм). Жидкий водород охлаждается до -253 °C, переходит в жидкое состояние и затем хранится в изолированных резервуарах. Твёрдый водород хранится в металлогидридных соединениях или других абсорбирующих материалах, таких как металлоорганические каркасы (МОКС), углеродные нанотрубки и т. д.
По словам Диня, каждый метод хранения имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому выбор технологии зависит от цели использования, например, транспортировки, стационарного хранения или мобильного применения, при этом учитываются такие факторы, как стоимость, производительность и безопасность.
Группа экспертов отметила, что проблема хранения водорода требует сложных и дорогостоящих технологий для обеспечения безопасности и эффективности. Отсутствие поддерживающей инфраструктуры и низкая экономическая эффективность являются основными препятствиями для широкого применения водорода в качестве источника чистой энергии.
В ходе исследования участники группы хотели создать устройство для хранения твёрдого водорода, поскольку эта технология безопасна и менее взрывоопасна. Эта технология упрощает хранение, поскольку не требует экстремально высоких давлений или экстремально низких температур, как при хранении газа или сжиженного газа.
Теоретически, продукт группы может хранить материалы, и после реакции он будет производить максимум 20,74 г газообразного водорода. По словам Диня, это приблизительная цифра из-за ограниченности исследовательских возможностей и отсутствия специализированного оборудования, поэтому фактический объём пока не определён.
Группа проектирует специализированные резервуары в соответствии с вьетнамскими стандартами и правилами для сосудов высокого давления. В случае возникновения непредвиденных ситуаций во время работы устройства система косвенного нагрева отключает все источники тепла и возвращается в нормальный режим работы для обеспечения безопасности.
Доктор Буй Ван Хунг, преподаватель факультета машиностроения Университета технического образования Дананга, отметил, что исследования группы находятся лишь на этапе поиска подходящих материалов для хранения, способных поглощать и выделять водород. Группа также построила имитационную модель, демонстрирующую возможность и условия хранения этого топлива.
По его оценкам, количество водорода в продукте группы составляет около 20 граммов, что эквивалентно примерно 0,66 кВт⋅ч, что довольно мало. Такой уровень энергии подходит для небольших устройств или экспериментов, но недостаточен для длительной работы транспортных средств, таких как автомобили или промышленное оборудование.
Чтобы увеличить количество хранимого водорода, доктор Хунг предложил команде найти сплавы или материалы, способные поглощать больше водорода без значительного увеличения массы материала. Однако для некоторых материалов с высокой плотностью хранения водорода требуются условия и среда, затрудняющие фазовый переход между зарядом и разрядом. Он отметил, что, основываясь на этом исследовании, команде необходимо в будущем провести больше испытаний материалов, трудно поддающихся фазовому переходу.
По данным Департамента интеллектуальной собственности и инноваций
![[Инфографика] В 2025 году 47 продуктов получат национальный сертификат OCOP](https://vphoto.vietnam.vn/thumb/402x226/vietnam/resource/IMAGE/2025/7/16/5d672398b0744db3ab920e05db8e5b7d)
Комментарий (0)