Sklad vodíka s vysokou hustotou pojme dvakrát viac ako kvapalného H2
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Nanoporézny materiál, ktorý zadržiava vodík v dvojnásobnej hustote ako kryogénna kvapalina H2, by mohol riešiť problémy veľkokapacitného skladovania kvapalín a plynov, ktoré uskladňujú toto čisté palivo.
Vodík nachádza množstvo aplikácií ako čisté palivo, napríklad v nákladnej doprave a úžitkových vozidlách, v letectve a lodnej doprave na krátke vzdialenosti. Prepravuje podstatne viac energie na hmotnosť a objem ako lítiové batérie a dokáže poskytnúť vynikajúci dojazd a rýchle tankovanie. Môžete ho spáliť viac-menej ako benzín alebo ho nechať prejsť palivovým článkom na výrobu elektrickej energie.
Má najvyššiu energiu na hmotnosť zo všetkých palív, ale je ťažké ho skladovať. Pri udržiavaní v plynových nádržiach je potrebná kompresia v hodnote asi 700 barov. Ak sa udržiava ako kvapalina, je potrebné udržiavať kryogénne teploty len 20 stupňov nad absolútnou nulou. A aj keď je stlačený do podchladenej kvapaliny, môže byť ľahký, ale zaberá prekvapivo veľký objem, vďaka čomu je energeticky náročný a ťažko sa používa tam, kde je problémom priestor.
Teraz kórejskí vedci tvrdia, že vytvorili materiál, ktorý ukladá vodík v dvojnásobnej hustote ako jeho kryogénna kvapalná forma.
„Náš inovatívny materiál predstavuje zmenu paradigmy v oblasti skladovania vodíka a ponúka presvedčivú alternatívu k tradičným prístupom,“ povedal Hyunchul Oh z Národného inštitútu pre vedu a technológie Ulsan (UNIST), hlavný autor tohto nového výskumu.
Ako molekula sa vodík môže fyzicky adsorbovať do porézneho materiálu v procese nazývanom ako fyzisorpcia. Vysoko porézne materiály už predtým preukázali schopnosť uchovať veľké množstvo vodíka na jednotku hmotnosti, ale mali problém s uskladnením veľkého množstva energie v malom objeme.
Až doteraz. Tím syntetizoval nanoporézny borohydrid horečnatý (Mg(BH4)2), štruktúru s čiastočne negatívne nabitými atómami vodíka tvoriacimi vnútorný povrch nanopórov. To umožňuje príjem vodíka a dusíka. Hoci dusík aj vodík môžu vstúpiť do pórov, výskumníci zistili, že príjem vodíka bol trikrát väčší, pretože oba zaberajú rôzne adsorpčné miesta v póroch.
Výskumníci pozorovali, že vysoká hustota vodíka v malých póroch bola spôsobená anizotropným (od smeru závislým) tvarom molekúl vodíka, ktoré sa bežne považujú za tesne zbalené sféroidy pri tlakoch blízkych okolitému prostrediu. Materiál uchovával zhluk piatich molekúl vodíka v 3D usporiadaní, čím sa zlepšila objemová kapacita.
Zistili tiež, že Mg(BH4)2 dokáže uložiť bezprecedentných 144 g vodíka na liter objemu pórov v porovnaní so 70,8 g / l dosiahnutými pri kryogénnej kvapaline H2, alebo dokonca 86 g / l, ktoré sa dajú získať z pevného vodíka.
Vedci tvrdia, že ich zistenia riešia kritické výzvy pri skladovaní vodíka vo veľkom meradle a zvyšujú účinnosť a ekonomickú životaschopnosť vodíka.
Táto technológia by mohla hrať úlohu v diaľkovej lodnej doprave alebo kamiónovej doprave, kde je hmotnosť menší problém a objem je dôležitejší. A určite sa zdá, že je to zatiaľ najlepšia metóda pre situácie ukladania statickej energie, v ktorých by sa vodík mohol používať viac-menej ako batéria.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Nature Chemistry.
