Гидролиз легких металлов и гидридов является перспективным методом получения водорода для различных автономных приложений, включая микро-энергосистемы на топливных элементах, которые могут работать в полевых условиях и требуют только воду для генерации водородного топлива.

Наиболее перспективным материалом для генерирования водорода методом гидролиза является гидрид магния (MgH₂), сочетающий высокий теоретический выход по водороду (15,2 мас% без учета воды) с доступностью, экологической чистотой, а также стабильностью и безопасностью при хранении и транспортировке. Однако низкая растворимость в воде продукта гидролиза, гидроксида магния, является причиной низкого выхода водорода и малых скоростей его генерирования. Кроме этого, высокий тепловой эффект реакции гидролиза MgH₂ требует поиска эффективных путей регулирования скорости данного процесса.

Вышеуказанные проблемы были решены в ходе совместного исследования сотрудников Лаборатории металлогидридных технологий ФИЦ ПХФ и МХ, Центра компетенции HySA Systems при Западно-Капском университете (группа руководителя проекта в Южно-Африканской республике) и Ключевой лаборатории провинции Гуангдонг по разработке и использованию редкоземельных металлов (Китайская Народная Республика). Показана высокая эффективность гидролиза коммерческого MgH₂ и разработанных сотрудниками Лаборатории металлогидридных энерготехнологий нанокомпозитов MgH₂ с графеноподобными материалами в разбавленных водных растворах органических кислот при комнатной температуре.

Установлено, что максимальный выход водорода при гидролизе гидрида магния в водном растворе лимонной кислоты при мольном соотношении кислота:MgH₂ > 1:1 приближается к 100% от теоретического, а время достижения 90% выхода по водороду составляет от 1 до 3 минут. Высокие скорость гидролиза и выход водорода связаны с образованием буферного раствора цитрат магния/лимонная кислота, способного поддерживать требуемый для завершения реакции pH.

Возможность эффективного регулирования скорости реакции гидролиза гидрида магния путем изменения соотношения кислота: MgH₂ была заложена в принцип работы прототипа устройства для получения компримированного водорода, разработанного сотрудниками Лаборатории металлогидридных технологий. Устройство имеет простую разборную конструкцию и функционирует без использования дополнительных источников энергии.

По впервые полученным результатам данной работы подготовлена совместная научная статья для публикации в Journal of Magnesium and Alloys (Q1 по WoS).