Vetnisbrot: Falin viðskipti með títan-Slökkt
Orðspor títan fyrir vetnissamhæfi er ekki algjört. Vetnisbrot í títan málmblöndur af völdum hýdríðmyndunar er enn áhyggjuefni fyrir burðarvirki [8†L13-L14]. Hýdríðmyndun fer eftir samsetningu álfelgur, örbyggingu og vetnishleðsluskilyrðum [8†L8-L11]. 2. stigs títan getur orðið mjög viðkvæmt fyrir stökki þegar það verður fyrir loftkenndu vetni við hitastig yfir 80 gráður [8†L18-L22]. Beta-gerð títan málmblöndur með hátt Mo og/eða V innihald standast hýdríðmyndun á áhrifaríkan hátt [8†L24-L28].
Hin hagnýta mótvægisáætlun felur í sér vinnslustýringu. Innfædda yfirborðsoxíðlagið (TiO₂) á títan hindrar gegndræpi vetnis þegar það er ósnortið, en vélræn skemmdir eða háan -hitastig dregur úr þessari hindrun. Duftmálmvinnsluleiðir sem búa til gljúpar mannvirki fyrir vetnisgeymslu verða að halda jafnvægi á gljúpu á móti vélrænni heilleika til að koma í veg fyrir ótímabæra bilun.
Efnahagsleg sjónarmið
Magnesíum er nóg og ódýrt. En rekstur við háan-hita bætir við kerfiskostnaði: upphitunarinnviði, varmaeinangrun og orkuviðurlög fyrir hverja afvötnunarlotu. Heildarkostnaður við eignarhald er oft meiri en hráefnissparnaður.
Títan kostar meira á hvert kíló. Hins vegar minnkar-lágþrýstingur og hringrás umhverfis-hitastigs jafnvægis-í-kostnaði verksmiðjunnar. Zr og V viðbætur í mörgum AB₂ tónverkum auka efniskostnað, en Zr/V-lausar samsetningar hafa komið fram til að takast á við þetta [12†L16-L20]. Þrýstingin í átt að ódýrari Ti–Mn–Fe kerfum dregur úr ósjálfstæði á dýrum umbreytingarmálmum.
Nýlegar framfarir og leiðir
Magnesíumhýdríð rannsóknir beinast að nanóinnilokun í gljúpum vinnupallum til að bæta hreyfifræði og varmafræði, ásamt umbreytingarmálmhvata sem lækka virkjunarhindranir [7†L15-L18]. Ti-, V- og Zr-dópefni breyta myndunar- og afsogshitastigi á DFT-stigi [4†L39-L41]. Samlegðaráhrif fjölmálma (Ni, Cr, Fe, Cu) draga úr virkjunarorku með því að nýta sér eiginleika umskiptamálms [11†L38-L43]. Þessar framfarir lofa góðu en eru enn að mestu bundnar við rannsóknarstofukvarða.
Títan málmblöndur njóta góðs af þroskaðri duftmálmvinnsluvinnslu. Köld jafnstöðupressun og lofttæmi sintrun skila stöðugri gropleika og porastærðardreifingu. 3D prentun kynnir nýjar leiðir: rafeindageislasamruni Ti-6Al-4V víra framleiðir mannvirki með mismunandi vetnisupptökuhegðun samanborið við steypujafngildi [6†L4-L10]. Aukaframleiðsla gerir kleift að fínstilla svæðisfræði hönnun sem hámarkar vetnisdreifingarleiðir en lágmarkar efnisnotkun.
Hitaleiðnitakmarkanir í títan-kerfum eru viðvarandi. Gljúpar mannvirki bæta vetnisdreifingu en geta dregið úr hitaflutningshraða, skapað staðbundna ofhitnun við frásog útafvarma [9†L18-L20]. Hybrid mótunaraðferðir með því að nota kísillgel með hitaleiðandi aukefnum auka porosity en stjórna hitauppstreymi [9†L14-L20].
Dómurinn
Magnesíumhýdríð heldur getukórónu. En getu ein og sér knýr ekki markaðsvæðingu áfram.
Títan málmblöndur bjóða upp á stofu-hitastig, lágan-þrýstingsöryggi, hraðvirka hreyfigetu án virkjunar og sannaðan stöðugleika í hjólreiðum. Þessir eiginleikar þýða beint í lægri kerfisflækjustig og minni jafnvægi-á-verksmiðjukostnaði.
Fyrir kyrrstæða vetnisgeymslu þar sem þyngd er aukaatriði en öryggi og einfaldleiki skipta máli, er títan að vinna. Fyrir bílaforrit um borð þar sem rúmmálsþéttleiki skiptir máli og notkunarskilyrði eru mismunandi, einfalda lágþrýstingseiginleika títaníums samþættingu. Magnesíum er áfram háhitaspilari sem hentar vel fyrir iðnaðarhitasamþættingu.
Efnin tvö eru ekki beinir keppinautar-þau taka upp mismunandi hluta vetnisgeymslunnar. Títan tekur á tafarlausum dreifingarþörfum vetnishagkerfisins. Magnesíum fylgir lengri-feril og bíður eftir byltingum í hreyfifræði og hitastjórnun til að opna möguleika þess.
