Блог компании ГК ЛАНИТ. Мы стоим на пороге водородной энергетики. На улице уже можно встретить автомобили на водородном топливе ― Toyota Mirai, Honda Clarity, Ford Airstream, хоть и в ограниченном количестве. Поэтому в этой статье в блоге ЛАНИТ мы рассмотрим недостаточно хорошо известные особенности взаимодействия водорода с конструкционными сталями, его способности образовывать в них различные дефекты и снижать их прочностные и пластические характеристики. При широком использовании водорода и массовом производстве автомобилей на водородном топливе эти особенности обязательно проявятся.

В Калифорнии (США), Канаде и Германии уже созданы и продолжают создаваться водородные автозаправки. Стремление ведущих автомобильных компаний к переходу на водород понятен: один грамм водорода позволяет получить втрое больше энергии по сравнению с одним граммом бензина. Плюс огромные экологические преимущества, так как при сгорании водорода образуется только вода. Если будут решены проблемы его дешёвого получения в больших количествах, впереди возможен переход на водородное топливо в глобальной энергетике. Но пока энергетические затраты на получение водорода превышают энергию, которую получают от его сжигания. Есть ещё один недостаток ― из за более низкой удельной энергоёмкости водород требует гораздо больше места, чем ископаемое топливо. Его необходимо охлаждать до –253°С, чтобы ради экономии места он оставался в жидком состоянии, ― температуры, которую очень трудно обеспечить.

В СССР были проведены успешные опыты по переводу авиалайнера Ту-155 на водородное топливо. Для хранения топлива он имел большой бак с водородом в задней части пассажирского салона, занимавший около трети его объёма, при этом для функционирования питания было добавлено 30 новых систем. На самолете было выполнено более 100 полетов, в том числе на зарубежных авиалиниях (первый полет 15 апреля 1988 года). К сожалению, данная программа была свернута, но очень важный опыт был получен.

Водород не так прост, как кажется, несмотря на то, что его атом содержит всего один протон и единственный электрон. Из за малого атомного радиуса водород хорошо растворим во многих металлах (Ni, Fe, Pt, Pd и др.), особенно в палладии (850 объёмов H2 на 1 объём Pd). С его растворимостью в металлах связана и способность диффундировать через них.

Чтобы разобраться с влиянием водорода, нам придётся совершить небольшую экскурсию в область металлургии, в некоторые нюансы выплавки конструкционных сталей, способы оценки их механических свойств и изломов, которые служат критериями качества.