Алюминий против водорода: кто победит в сплаве экспресс

Оригинал: "Hydrogen uptake and hydride formation in Al$$_x$$CoCrFeNi high-entropy alloys: First-principles, universal-potential, and experimental study"
arXiv:2603.17479 · 2026-03-18 · CC BY 4.0 · 1 мин
Водород проникает в сплав, но алюминий ставит ему барьер.

Водород — самый лёгкий газ, но он умеет проникать в металлы. Если накачать водород в стальной баллон под большим давлением, часть атомов заберётся между атомами металла. Металл может стать хрупким, как сухарь. А можно использовать это свойство наоборот — хранить водород внутри металлической губки.

В новой работе взяли два сплава из алюминия, кобальта, хрома, железа и никеля. В первом сплаве алюминия мало — 0,3 части на формульную единицу. Во втором — в десять раз больше, три части. Оба сплава сжали в атмосфере водорода. Первый начал впитывать водород уже при давлении 3 гигапаскаля (это как 30 тысяч атмосфер). Второй не впитал ни капли даже при 50 гигапаскалях и нагреве.

Атом алюминия — как строгий вахтёр: он не пускает водород в свободные места кристаллической решётки.

Расчёты показали: алюминий делает «посадку» водорода энергетически невыгодной. Водороду нужно заплатить больше энергии, чтобы занять место в решётке. Поэтому даже при огромном давлении он остаётся снаружи. Интересно, что главную роль играет не только количество алюминия, но и то, как он упорядочивает атомы в сплаве.

Значит, добавляя алюминий, можно управлять тем, сколько водорода впитает сплав. Это пригодится и для безопасных хранилищ водорода, и для защиты деталей от водородной хрупкости.

Давление 3 гигапаскаля, при котором первый сплав начал впитывать водород, в три раза больше, чем давление на дне Марианской впадины.

Учёные
Charles-Augustin de CoulombJohannes RydbergTheodore LymanArnold SommerfeldJohann Jakob BalmerJoseph von Fraunhofer
Понятия
хранение водорода материалы для хранения водорода теплосодержание океана энтальпия теплоёмкость металлы