В сжатой форме – в баллонах высокого давления – много не запасешь. Можно охладить до криогенных температур и хранить в сжиженном виде, но криоген требует постоянного затрат энергии на охлаждение.
Зеленая ржавчина решает большую проблему водородного транспорта
Исследователи предлагают отказаться от хранения водорода в криогене или в сжатом виде, а запасать его в твердой форме.
Matti Blume — TNW
Сложность хранения водорода – одно из главных препятствий к развитию водородного транспорта и энергетики.
Решение — хранить в твердой форме
В эту сторону в последнее время ученые смотрят все чаще. Конечно, сам водород отвердить почти невозможно, но существуют твердые вещества, способные его связать в своей молекулярной решетке и высвободить, когда он нужен.
Для этого хорошо подходят борогидриды металлов. Недавно мы писали об успехе корейских ученых из Ульсанского университета: они нашли способ закачивать водород в нанопористую структуру борогибрида магния. Каждый катион магния удерживает до пяти молекул водорода. При таком способе, плотность хранения оказалось в два раза выше, чем в криогенном виде.
Молекулы борогидрида металла
Зеленая ржавчина вместо платины
Остается найти эффективный способ получать водород назад, когда он нужен. Для этого к борогидриду добавляют воду в присутствии катализатора – платины. Однако использование драгоценного металла делает процесс дорогостоящим. Кроме того, требуется нагрев — а это расход энергии.
Теперь Национальный институт материаловедения Японии нашел более дешевый и эффективный катализатор – им оказалась зеленая ржавчина. Обычная ржавчина – это смесь гидроксидов железа. Воздействие на нее ионов хлора превращает ее в слоеный материал зеленоватого цвета с другими химическими свойствами.
Ранее этот материал считался нестабильным. Японские ученые открыли, что если обработать его хлоридом меди, образуется устойчивое соединение, ставшее сильным катализатором – даже более сильным, чем платина, и при этом на порядок более дешевым. Для реакции нужен солнечный свет: фотоны активируют атомы меди, и они стимулируют высвобождение водорода. Статья об исследовании опубликована в издании Electronic Engineering Journal.
Если технологию удастся довести до массового применения, водородный транспорт будет нести вместо баллонов с топливом контейнеры с порошком борогидрида и бак с водой. «Мы ожидаем, что наш катализатор будет использоваться для водородных топливных элементов во многих применениях, таких как автомобили и корабли», — сказал доктор Юсуке Иде, ведущий автор исследования.