Наночастицы удерживают водород

Водород – чистое и эффективное топливо будущего. Главное его достоинство в том, что сжигание для получения энергии не сопровождается выбросом потенциально грязных и вредных веществ. Никаких окисей, тяжелых металлов или парниковых газов, от воды природе никакого вреда.

Кроме преимуществ у водорода как топлива есть и недостатки. Его трудно хранить, а утечки чреваты серьезными последствиями. Ученые из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии предложили собственное решение проблемы хранения летучего газа. Они считают, что основой для водородных топливных элементов могут стать наночастицы.

Исследователи из Австралии синтезировали наночастицы боргидрида натрия, NaBH4. Заключенные в оболочку из никеля, эти частицы обладают удивительным свойством, они способны поглощать водород и освобождать его при гораздо более низких температурах, чем другие подобные вещества. Такая способность делает наночастицы привлекательными для создания водородных топливных ячеек пригодных для использования в автомобилях.

Водород – чистый источник энергии. Его можно получить разными способами, извлечь из природного газа, биомассы, угля или воды. Но до сих пор не придумано эффективного и безопасного способа хранения, который можно было бы использовать для создания коммерческого транспорта.

Чрезвычайно маленькие молекулы водорода способны проникнуть в любую щель и даже сквозь целые массивы многих веществ. Даже заключенный в емкости, созданные по космическим технологиям и охлажденный водород невозможно удержать длительное время, используя лишь традиционные методы и материалы. Учитывая, что водород менее устойчив, чем бензин, его утечки – серьезная угроза безопасности перевозок. Летучий газ не только источник энергии, но и потенциально опасное вещество, склонное к быстрому воспламенению и взрыву при неосторожном обращении.

Когда исследователи создали наночастицы и заключили их в никелевую оболочку, их ожидал сюрприз. До сих пор боргидриды были известны как вещества эффективные лишь для однократного хранения водорода. Считалось, что после выделения водорода он не может быть поглощен повторно.

Однако последние результаты показывают, что изменяя размеры частиц и их архитектуру можно добиться обратимых свойств. Иными словами NaBH4 словно губка поглощает водород, который можно извлечь для выполнения полезной работы, а по израсходовании – закачать новую порцию.

Чтобы «достать» водород из обычной формы натрийборгидрида вещество требуется разогреть до 500 градусов Цельсия. Однако наночастицы ведут себя по-другому. Выделение водорода начинается уже при 50 градусах, а при разогреве до 350 происходит значительный выброс газа.

Доктор Кондо-Франко Аги-Зенсу (Kondo-Francois Aguey-Zinsou) из Школы химического машиностроения Университета Южного Уэльса считает это настоящим прорывом и надеется, что его команде удастся представить рынку коммерческий продукт в течение трех – пяти лет. «Никто никогда не пытался синтезировать эти частицы на наноуровне, потому что все считали это сложным и даже невозможным», - заявил доктор. «Мы первыми сделали это и продемонстрировали, что энергия в форме водорода может храниться боргидридом натрия при практической температуре и давлении».

По материалам UNSW

• < PlaCSH – «черная дыра», увеличивающая эффективность солнечных панелей
• Гибридный аккумулятор заряжается от механического воздействия >

Комментарии: