Комплексные исследования свойств и технологических особенностей формирования электроплазменных пористо-порошковых покрытий с высокой сорбционной емкостью водорода

Атомы водорода, обладая уникально малой массой и размерами, способны эффективно накапливаться в кристаллической решетке металлов. Так в некоторых металлических гидридах плотность упаковки атомов водорода может превышать плотность жидкого водорода. В связи с чем, металлические гидриды часто рассматриваются в качестве материалов накопителей водорода. Важно, что водород в таких системах находится в "связанном" состоянии и безопасен по сравнении с другими способами его хранения. В настоящий момент большой интерес для исследований представляют металлические пленочные покрытия как накопители водорода для одноразового (батарейка) или многоразового (аккумулятор) действия. Важными требованиями к материалам-накопителям водорода являются высокая емкость по водороду, которая связана с микроструктурой и пористостью осаждаемого металлического покрытия. Одним из перспективных методов осаждения пористых металлических покрытий является электроплазменный (газотермический) метод. Данная НИР является продолжением ранее выполненных работ по договорам №15861/395/180-20до от 06.11.2020 г. и №17533/234 от 05.10.2021 г, заключенных между АО НИКИЭТ и АО НИИЭФА. В результате этих работ были получены положительные результаты по водородонасыщаемости сформированных на малоразмерных подложках из нержавеющей стали и длинномерных подложках их нихрома и полиимида электроплазменных (газотермических) пористо-порошковых покрытий на основе магния и титана. По литературным данным объёмная добавка никеля к магнию в порошковых металлогидридных системах, также как использование многослойных плёнок Ni/Mg/Ni/Mg в плёночных металлогидридных системах может приводить к заметному улучшению кинетики сорбции/десорбции водорода, где Ni работает как материал-катализатор. В экспериментах 2020 и 2021 гг. также было показано, что покрытия, полученные магнетронными распылительными системами, при добавлении никеля в качестве катализатора значительно уменьшают температуру десорбции водорода (200 ?С, вместо 350 ?С). НИР 2022 г. продолжает работы 2020 и 2021 гг. В этой работе предполагается исследовать для формирования электроплазменных (газотермических) пористо-порошковых покрытий с высокой сорбционной ёмкостью водорода систему "магний-никель", которая рассматривается как перспективная в металлогидридных порошковых аккумуляторах водорода и электрохимических никель-металлогидридных аккумуляторах. С целью повысить скорость реакции сорбции и десорбции водорода предполагается также снизить дисперсность используемого порошка для сокращения пути диффузии водорода через образующийся на поверхности гранул гидрид магния. Работа представляет как научный, так и практический интерес.