По мнению многих исследователей и разработчиков, водород является наиболее перспективным видом топлива. После появления водородных ячеек появилась отличная возможность получать электрическую энергию, сократив при этом количество выбросов в атмосферу до минимума. Остаётся решить лишь несколько технических вопросов, мешающих полномасштабному внедрению технологии. Один из них касается хранения водорода.

Проблематичное топливо

Изначально топливные ячейки предназначались для использования в космосе, но потом технология перекочевала в более «приземлённые» области. Топливными ячейками называют энергогенератор, где во время реакции водорода с кислородом выделяется определённое количество электрической энергии. Самого водорода для неё требуется немало, поэтому вопрос его хранения имеет первостепенную важность. Поскольку топливные ячейки уже устанавливают даже на мотоциклы, ёмкость должна быть компактной, и в этом состоит основная сложность: водород требуется хранить либо в сжатом виде при давлении до 700 бар, либо поддерживать его в сжиженном состоянии при температуре ниже чем -253 градуса Цельсия. Оба этих метода хранения требуют незаурядных технических усилий, повышают цену энергетической установки и дополнительно потребляют энергию. К тому же, как бы ни старались разработчики, они не могут сделать резервуар с водородом совершенно безопасным.

Как считают специалисты из Deutsches Elektronen-Synchrotron, немецкого исследовательского центра, необходим ещё один метод хранения, более эффективный и безопасный. Для этого они предложили использовать наночастицы палладия.

Связанный водород

Среди свойств водорода есть несколько особенно интересных. Например, палладий может связывать атомы водорода, тот буквально оседает на поверхности металла, теряя газообразную форму. Правда, обратный процесс требует гораздо больших усилий, поэтому использовать его в полной мере не удавалось. Теперь же учёные их Deutsches Elektronen-Synchrotron разработали новый метод, позволяющий легко и быстро восстановить водород, после чего газ можно использовать по назначению.

Ключом к новой системе хранения стали наночастицы палладия. Как показали исследования, к ним легко прикрепляются атомы водорода. Они имеют размер 1,2 нанометра, поэтому на небольшой площади их можно разместить очень много, особенно, учитывая тот факт, что современные технологии позволяют выдерживать расстояние между частицами всего лишь 2,5 нанометра. Наночастицы размещают на прочном и лёгком основании, изготовленном из графена, двухмерного углерода толщиной всего в один атом. Чтобы укрепить наночастицы палладия и не дать им разрушиться, в их центр поместили ещё меньшую частицу иридия. Во время проведённых экспериментов палладий притягивал к себе водород, образуя распределённую по графеновой поверхности плитку. Чтобы выделить горючий газ из такой структуры, её необходимо лишь нагреть.

По словам сотрудников исследовательского центра, эта технология ещё нуждается в доработках. Пока что они пытаются определить её эффективность. Вполне вероятно, что другие материалы покажут себя с лучшей стороны. Например, пористая углеродная губка могла бы вместить в себя больше частиц палладия.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!