Водонично крхкост: Титанијумова скривена трговина-Искључено
Репутација титанијума за компатибилност са водоником није апсолутна. Кртост водоником у легурама титанијума изазвана формирањем хидрида остаје забринутост за структуралне примене [8†Л13-Л14]. Формирање хидрида зависи од састава легуре, микроструктуре и услова оптерећења водоником [8†Л8-Л11]. Титанијум 2. степена може постати веома подложан кртости када је изложен гасовитом водонику на температурама изнад 80 степени [8†Л18-Л22]. Легуре титанијума бета типа са високим садржајем Мо и/или В ефикасно се одупиру формирању хидрида [8†Л24-Л28].
Практична стратегија ублажавања укључује контролу обраде. Природни површински оксидни слој (ТиО₂) на титанијуму инхибира продирање водоника када је нетакнут, али механичка оштећења или излагање високим{1}}температурама угрожавају ову баријеру. Руте металургије праха које стварају порозне структуре за складиштење водоника морају уравнотежити порозност са механичким интегритетом како би се спречио превремени квар.
Економска разматрања
Магнезијум је у изобиљу и јефтин. Али рад на високој{1}}температури повећава трошкове система: грејну инфраструктуру, топлотну изолацију и енергетске казне за сваки циклус дехидрогенације. Укупни трошкови власништва често премашују уштеду сировина.
Титанијум кошта више по килограму. Међутим, рад на ниском{1}}притиску и{2}}циклирање температуре околине смањују биланс-трошкова-за постројења. Додаци Зр и В у многим АБ₂ композицијама повећавају трошкове материјала, али су се појавиле формулације без Зр/В-за решавање овог проблема [12†Л16-Л20]. Гурање ка јефтинијим системима Ти–Мн–Фе смањује зависност од скупих прелазних метала.
Недавна достигнућа и путеви
Истраживање магнезијум хидрида се фокусира на наноконфинирање у порозним скелама како би се побољшала кинетика и термодинамика, заједно са катализаторима прелазних метала који смањују активационе баријере [7†Л15-Л18]. Допанти Ти, В и Зр модификују енталпију формирања и температуру десорпције на нивоу ДФТ [4†Л39-Л41]. Мултиметалне синергије (Ни, Цр, Фе, Цу) смањују енергију активације коришћењем карактеристика прелазних метала [11†Л38-Л43]. Овај напредак обећава, али остаје углавном ограничен на лабораторијске ваге.
Легуре титанијума имају користи од обраде зреле металургије праха. Хладно изостатичко пресовање и вакуумско синтеровање дају доследну порозност и расподелу величине пора. 3Д штампање уводи нове путеве: фузија електронским снопом Ти-6Ал-4В жице производи структуре са различитим понашањем апсорпције водоника у поређењу са ливеним еквивалентима [6†Л4-Л10]. Адитивна производња омогућава тополошки оптимизоване дизајне који максимизирају путеве дифузије водоника док минимизирају употребу материјала.
Ограничења топлотне проводљивости у системима заснованим на титанијуму{0}}и даље постоје. Порозне структуре побољшавају дифузију водоника, али могу да смање стопе преноса топлоте, стварајући локализовано прегревање током егзотермне апсорпције [9†Л18-Л20]. Хибридни приступи обликовању који користе силиконски гел са топлотно проводљивим адитивима повећавају порозност уз управљање термичким профилима [9†Л14-Л20].
Пресуда
Магнезијум хидрид држи круну капацитета. Али капацитет сам по себи не покреће комерцијализацију.
Легуре титанијума нуде рад на собној{0}}температури, безбедност при ниском-притиску, брзу кинетику без активације и доказану стабилност у циклусу. Ови атрибути се директно претварају у нижу сложеност система и смањени биланс-трошкова-фабрика.
За стационарно складиштење водоника где је тежина секундарна, али су сигурност и једноставност важни, титанијум је победник. За уграђене аутомобилске апликације где је запреминска густина важна и услови рада варирају, карактеристике ниског-притиска титанијума поједностављују интеграцију. Магнезијум остаје играч за високе{3}}температуре погодан за сценарије индустријске интеграције топлоте.
Ова два материјала нису директни конкуренти-они заузимају различите сегменте пејзажа складиштења водоника. Титанијум се бави тренутним потребама развоја водоничне економије. Магнезијум прати дугорочну- путању, чекајући напредак у кинетици и управљању топлотом како би се откључао потенцијал његовог капацитета.
