Новый подход позволил создавать материалы для водородной энергетики с заданными свойствами
Физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ разработали новый подход к созданию материалов водородной энергетики, основанный на управлении дефектной структурой и иерархической архитектурой материала. Подход позволяет перейти от традиционного подбора составов и добавок к проектированию материалов с заданными характеристиками хранения и транспорта водорода.
Одной из ключевых проблем водородной энергетики остается отсутствие физических принципов, связывающих структуру материалов с их функциональными свойствами. Несмотря на многолетние исследования, разработка металлогидридных систем в значительной степени опиралась на эмпирический подбор составов и последующую экспериментальную оптимизацию, тогда как механизмы влияния дефектной подсистемы на поведение водорода оставались фрагментарно описанными.
Для решения этой задачи ученые Томского политеха разработали новый подход на основе in situ позитронной аннигиляционной спектрометрии, позволяющий исследовать эволюцию дефектной структуры материалов непосредственно в процессе сорбции и десорбции водорода. Созданный исследовательский комплекс обеспечивает проведение экспериментов при давлениях до 5 МПа и температурах до 900 °C, приближая условия измерений к эксплуатационным режимам работы материалов. Результаты работы опубликованы в журнале Bulletin of Materials Science (Q3, IF: 2.1).
«Большинство существующих методов фиксируют состояние материала до и после взаимодействия с водородом, фактически исключая динамику процессов. В данном подходе мы наблюдаем эволюцию дефектной структуры в реальном времени и можем связать ее с кинетикой накопления и выделения водорода. Это принципиально меняет тип получаемых данных — от статических „снимков“ к описанию работающего материала», — отмечает соавтор исследования, профессор отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Роман Лаптев.
В качестве модельных объектов исследователи изучили серию композитов на основе гидрида магния с использованием различных добавок, ранее разработанных в ТПУ. Такие материалы рассматриваются как перспективные твердофазные системы хранения водорода благодаря высокой емкости и безопасности эксплуатации.
Предложенный учеными подход к исследованию материалов показал, что кинетика процессов хранения водорода определяется не только химическим составом, но и пространственно-временной организацией дефектов, интерфейсов и структурных неоднородностей на нескольких масштабных уровнях. Установлены механизмы действия углеродных наноструктур, металлоорганических каркасов, наноразмерных металлических добавок и интерметаллидных фаз, формирующих каналы ускоренного транспорта водорода и определяющих энергетический ландшафт его миграции.
В частности, добавление наноразмерного никеля приводит не только к каталитическому эффекту, но и к формированию устойчивых дефектных конфигураций и интерметаллидных фаз, которые радикально перестраивают кинетику переноса водорода и снижают энергетические барьеры его выделения и поглощения.
«На протяжении многих лет в области материалов для хранения водорода был накоплен значительный массив экспериментальных данных, однако отсутствовала связная картина, объясняющая роль различных добавок на уровне механизмов. В нашей работе удалось выявить эти механизмы и показать, что именно дефектная архитектура определяет кинетику процессов сорбции и десорбции. Это позволяет перейти от подбора компонентов к управляемому проектированию функционального поведения материалов», — говорит соавтор исследования, доцент отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Виктор Кудияров.
Таким образом, работа устанавливает новый принцип материаловедения водородной энергетики: функциональные свойства определяются не составом и не набором добавок, а управляемой эволюцией дефектной архитектуры в рабочих условиях, что открывает переход к предсказательному проектированию систем хранения и транспорта водорода.
Telegram 
Дзен 
VK В поисках внеземного разума ученые могли упустить часть возможных сигналов. Автор сразу двух исследований показала, что астрономы почти не изучали один из перспективных диапазонов радиоволн и недооценивали число звезд, которые уже попадали в поле зрения телескопов.
Исследователи из США нашли в организме человека ранее неизвестный пептид BRP и проверили его работу на животных. В экспериментах он помог снизить аппетит и процент содержания жира без побочных эффектов. По механизму действия BRP напоминает препараты для снижения веса на основе ГПП-1, к которым относится семаглутид, но, предположительно, действует иначе: не через кишечник и поджелудочную железу, а преимущественно через центральные сигнальные пути в мозге, включая области гипоталамуса, участвующие в регуляции аппетита. Авторы новой научной работы рассматривают открытие как основу для принципиально нового класса лекарств от ожирения.
Четыре точки Европы показали одну и ту же картину: как минимум несколько десятков тысяч лет регулярных сильных пожаров. До сих пор ученые не сталкивались с ископаемыми следами настолько длительных регулярных событий такого типа. Авторы новой работы предложили феномену объяснение, но оно имеет существенные недостатки.
Правильно подобранные звуковые последовательности способны не только стимулировать рост растений, но и влиять на их урожайность. К такому выводу пришли авторы нового исследования. Они разработали технологию, которая позволяет воздействовать на процессы развития растений через акустические сигналы без использования генной инженерии или химикатов. В экспериментах добились повышения урожайности мяты, сои, болгарского перца и конопли.
Формально почти вся программа тринадцатого полета самой большой ракеты в истории выполнена. Однако испытания показали неполную отлаженность ключевого элемента системы. SpaceX оказывается в ситуации действительно плотных сроков: до намеченного возвращения людей на Луну всего два года и два месяца.
Сегодня на земле существует примерно 7500 языков, однако ученые давно подозревали, что в прошлом их было значительно больше. Международная группа лингвистов реконструировала историю языкового разнообразия за последние 12 тысяч лет и пришла к выводу, что человечество уже пережило «золотой век» языков, после которого их число начало быстро сокращаться.
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно