Мембрана для извлечения водорода
Мембрана из ванадиевого сплава с палладиевым покрытием, разработанная группой российских физиков под руководством Александра Лившица, способна привести к существенному прогрессу в водородной энергетике и других направлениях водородной экономики. О том, в чем заключается это достижение и как работает основанная на нем технология, рассказывает сам автор.
Хотя водород – самый распространенный химический элемент во Вселенной, в чистой форме он практически не встречается – его приходится добывать из других соединений. В этом процессе важную роль играют мембранные технологии, которые позволяют извлекать водород из смесей с другими газами. В рамках своей профессиональной деятельности я долгие годы изучал транспорт водорода через металлические мембраны. Эти исследования позволили обнаружить новое физическое явление – сверхпроницаемость (superpermeability) металлических мембран по надтепловым (suprathermal) водородным частицам. При сверхпроницаемости через металлическую мембрану макроскопической толщины (например, 1 мм) проходят практически все падающие на ее поверхность водородные частицы, обладающие энергией масштаба 1 эВ или больше, тогда как обычно через мембрану такой толщины проходит не более одной молекулы водорода из 10 млн. Другими словами, сверхпроницаемая мембрана по отношению к надтепловым водородным частицам ведет себя как дыра, пустое место. Это явление предполагается использовать в топливном цикле термоядерных реакторов, и в этом направлении сегодня идет интенсивная работа как в России, так и в Германии, США и Китае.
Легирование ванадия палладием приводит к снижению растворимости водорода до оптимальных значений.