Химики из Стенфордского Университета открыли новое соединение для хранения водородного топлива
Исследователи Стенфордского Университета (Stanford University) открыли новое химическое соединение, богатое водородом, которое, похоже, сможет решить одну из самых сложных проблем применения водородного топлива в автомобилях – хранения достаточно большого объема топлива в достаточно практичном и малом объеме топливного «бака».
Новый материал представляет собой спрессованное бороводородное соединение (боран) аммиака с химической формулой H3NBH3 – твердый материал, который уже и сам по себе содержит большое количество водорода. Экспериментируя с таим соединением при повышенных давлениях в атмосфере, насыщенной водородом, ученые смогли увеличить содержание водорода в материале примерно до 50%.
Работу провели выпускница Университета Ю Лин (Yu Lin) и адъюнкт –профессор геологии Венди Мао (Wendy Mao). Результаты исследования опубликованы в интернет издании академического вестника Proceedings of the National Academy of Sciences (Storage of molecular hydrogen in an ammonia borane compound at high pressure).
Одним из требований Министерства Энергетики США к автомобилям на водородном топливе – является их обязательное оснащение к 2015 системами хранения с емкостью не менее 9% водорода по весу. Новый материал, исследованный в Стенфорде (названный авторами «ammonia borane-hydrogen»), содержит объем водорода, превышающий более, чем в три раза требуемый параметр. С учетом того водорода, что уже входит в состав борана аммония (ammonia borane), новый материал может хранить порядка 30 весовых процентов водорода, как говорят авторы исследования.
Однако летучесть водорода требует, чтобы все системы работали при обычном давлении и температуре. Процесс, который авторы исследования использовали для насыщения водородом первичного материала, требует повышенного давления – примерно в 60 тыс. раз более высокого, чем нормальное давление на поверхности Земли.
Для энергетических применений параметры материалов, используемых для хранения водородного топлива, необходимо стабилизировать в районе величин, свойственных нормальным условиям. В настоящее время, большинство машин, работающих на водородном топливе, используют либо сжатый газ, либо водород в жидком состоянии, что требует высокого давления или низких температур. Такие системы требуют особых мер безопасности и требуют повышенных энергетических затрат. По мнению авторов настоящего исследования, в настоящее время не существует материала, который удовлетворял бы в полной мере всем требованиям, предъявляемым к бортовым системам хранения водородного топлива. Если новый материал, полученный в Стенфорде, может быть стабилизирован при нормальном давлении и температуре при условии сохранения высокого уровня содержания водорода, тогда он будет, безусловно, очень многообещающим для подобных применений.
Существует несколько способов, которые авторы собираются использовать в попытке стабилизации соединения в нормальных условиях. Первый из них предполагает альтернативную химическую реакцию с участием некоторого, но пока не определенного катализатора. Если ученые преуспеют в поиске способов «адаптации» нового материала к условиям окружающей среды, это соединение сможет стать важным кандидатом для практического использования.
Евгений Биргер
- Источник(и):
- Войдите на сайт для отправки комментариев