FacePla.net

Ни для кого не секрет, что автомобильные двигатели, работающие на водороде – уже реальность. Преимуществ  у такого автомобиля – масса, перечислять их все – скучно и неинтересно. Вместо этого лучше обратимся к минусам таких автомобилей. А точнее – к одному, но очень большому минусу, который способен сгубить водородные автомобили, что называется, «на корню».  

Проблема машины, работающей на водороде, заключается в том, что надежного места для хранения этого водорода – пока не изобрели.

В настоящее время для хранения «автомобильного» водорода используются баллоны.

Эти баллоны – громоздкие, и очень тяжелые. А все потому, что плотность водорода – очень низкая. И его приходится закачивать в баллоны под огромным давлением. И все бы ничего, если бы закачанный водород не утекал сквозь стенки баллона. (Потому что диффузию – еще никто не отменял).

В результате – абсолютно герметичного хранилища для водорода в природе просто не существует. 

Но как известно, ничто не стоит на месте. 

И совсем недавно американские ученые из института NIST, что в штате Пенсильвания, сделали одно интересное заявление: хранилищем для водорода может стать графен! 

Здесь необходимо сделать небольшое отступление, и пояснить, что же такое графен. Если говорить предельно просто, то графен – это слой атомов углерода. Толщина такого слоя – всего лишь один атом. И углерод в графене – не простой, а модифицированный. 

Этот материал был открыт совсем недавно, в 2004 году. 

Материал – уникален, и многие его свойства по сей день не изучены до конца. Однако ученые выяснили, что графен имеет отличную теплопроводность, и высокую жесткость. Частицы углерода в графене – невероятно подвижны. И это важное обстоятельство дает ученым повод предположить, что сфера применения этого материала может быть очень широка. Этот прогноз не замедлил подтвердиться: относительно недавно были изобретены графеновые наноленты, а на основе этих нанолент – был получен уникальный транзистор, аналогов которому в мире нет.  

Но до сего момента никто и предположить не мог, что графен – еще можно использовать и в качестве своеобразной «водородной губки». Однако все изменилось, когда ученые из института NIST соединили графен с другим, не менее уникальным изобретением – углеродными трубками.

В результате такого синтеза была получена структура, показанная на рисунке: множество графеновых слоев, скрепленных углеродными трубками. В этих трубках и будет размещаться водород. 

Но все далеко не так радужно, как выглядит на картинке. Дело в том, что такая «водородная губка» – не может удерживать обычный водород, получаемый промышленным способом. Для того, чтобы придать губке такую способность, ученым пришлось немного окислить графен. И лишь после этой операции первая в мире «водородная губка» – увидела свет. 

Но говорить о ее промышленном применении в качестве водородного бака – пока преждевременно, так как существует еще масса проблем, решить которые ученым пока не удалось. 

Главная проблема состоит в том, что графен хоть и поглощает водород, но поглощающая способность у него – довольно низкая. Для наглядности можно привести небольшой пример. Если требуется запасти килограмм водорода, то для этого потребуется как минимум сто килограммов графена. 

Еще одна серьезная проблема графена заключается в дефектах.

Проще говоря, сделать «графеновый бак» многоразовым – не так-то просто. Потому что при его многократной зарядке и разрядке в кристаллической структуре графена – неизбежно возникнет ряд необратимых дефектов кристаллической решетки, что в конечном итоге приведет к утрате герметичности всей конструкции. 

Остается лишь уповать на то, что ученым в ближайшем будущем все-таки удастся справиться с этими проблемами. И если это произойдет, то автомобили с водородными топливными элементами выйдут на принципиально новую ступень развития.