Перспективный водородный аккумулятор на основе нанотехнологий

-->

Создан перспективный водородный аккумулятор на основе нанотехнологий

МОСКВА, 14 мар – Ученые разработали революционный метод хранения водорода, перспективного экологически чистого топлива, с использованием традиционных материалов в их наноразмерной форме, сообщается в статье исследователей, опубликованной в онлайн-версии журнала Nature Materials

fuel_cell2.jpg .

Разработанный материал представляет собой нанокомпозит – механическую смесь двух основных компонентов, один из которых, металлический магний, используется в нанокристаллической форме для связывания газа. Второй компонент – полимер полиметилметакрилат, проницаемый для водорода, играет роль матрицы, в которой распределены металлические наночастицы.

  • Согласно предварительным экспериментам, проведенным группой профессора Джефри Урбана (Jeffrey Urban) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, материал при нагревании до 200 градусов Цельсия менее чем за полчаса может быть полностью «заряжен» водородом, количество которого может составлять до 6% от массы магния в композиции. При этом параметры емкости, температурного режима и скорости работы являются оптимальными, что сулит хорошие перспективы применения подобных систем в коммерческих продуктах, главным образом, в автотранспорте. При этом многократные циклы зарядки и разрядки нанокомпозиту не страшны.

Дополнительным преимуществом материала является его дешевизна за счет отказа от дорогостоящих катализаторов, часто используемых для ускорения химических процессов с участием водорода. Теперь ученым предстоит увеличить емкость материала по водороду таким образом, чтобы она составляла более 6% от массы всего аккумулятора, включая массу конструкционных элементов.

  • Разработки методов использования водорода как экологически чистого топлива, оставляющего после своего сгорания только пары воды, ведутся уже не одно десятилетие. Одной из главных проблем для ученых было отсутствие надежного и удобного метода хранения водорода.

Хранение его в сжатом виде неприемлемо, так как требует применения толстостенных и слишком тяжелых стальных баллонов. По этой причине разработчики ищут способы хранения водорода с помощью твердых материалов, которые способны «вбирать» в свою структуру большие его количества, и высвобождать при небольшом нагревании.

  • Учеными были испытаны, в подавляющем большинстве случаев безуспешно, множество материалов – на основе углеродных нанотрубок, полимеров, металлов, образующих гидриды при взаимодействии с водородом и так далее. При этом к материалу-«хранителю» одновременно предъявляется два противоположных требования – он должен активно взаимодействовать с водородом, чтобы «вбирать» как можно больше газа в свою структуру, и при этом связывать его не слишком прочно, чтобы высвобождать при небольшом нагревании.

Гидриды легких металлов, в частности магния – MgH2 – могут очень прочно связывать относительно большие количества водорода, однако связывают его слишком прочно. Чтобы высвободить газообразный водород, материал приходится нагревать до высоких температур. Как показала группа Урбана, применение магния в нанокристаллической форме с размером металлической частицы от 2 до 6 нанометров резко ускоряет процессы поглощения и выделения главным образом за счет особенной структуры поверхности металла, которую он принимает в наноразмерном состоянии.

«Эта работа показывает наши возможности в разработке наноразмерных материалов, превосходящих фундаментальные термодинамические и кинетические барьеры и обладающих сочетанием свойств, недоступных в течение многих лет напряженных исследований. Более того, мы можем эффективно улучшить свойства полимерной матрицы и металлических наночастиц данного материала и сделать его применимым в смежных отраслях энергетики», – приводит слова Урбана пресс-служба Министерства энергетики США, финансировавшего работы.

http://www.rian.ru/…3743867.html



nikst аватар

Найден остроумный способ хранения и быстрой отдачи больших количеств водорода.

  • Разработанный для этих целей материал представляет собой нанокомпозит – механическую смесь двух основных компонентов, один из которых, металлический магний, используется в нанокристаллической форме для связывания газа. Второй компонент – полимер полиметилметакрилат, проницаемый для водорода, играет роль матрицы, в которой распределены металлические наночастицы.

Будем надеяться, что с помощью подобных материалов будут разработаны емкие и надёжные хранилища водорода, которые могут с успехов применяться на автомобильном транспорте и в других сферах человеческой деятельности, где понадобится применение подобных аккумуляторов.

  • Наши поздравления и пожелания новых достижений!..