Ученые разработали новые «резервуары» для хранения водорода. Они представляют собой крошечные наночастицы из палладия, которые позволяют эффективно хранить углерод и легко извлекать его. Структура резервуара напоминает шоколадную конфету — иридиевый «орех» ученые покрыли слоем марципана-палладия, а сверху облили шоколадом-водородом. Исследование опубликовано в журнале ACS Nano.
Водород сегодня все чаще рассматривают как весьма перспективный и экологичный источник энергии. Его можно использовать в промышленном производстве или как экологически чистое топливо для транспорта. Однако сегодня еще остаются проблемы, которые препятствуют массовому внедрению водородной энергетики. Например, водород можно хранить только в резервуарах с очень высоким давлением или в сжиженном виде (при температуре -253°C). Оба варианта дороги и сложны.
Теперь немецкие ученые придумали новый метод хранения водорода. Они предложили хранить газ в крошечных наночастицах диаметром всего 1,2 нанометра, изготовленных из драгоценного металла палладия. Ученые давно знают, что палладий способен поглощать водород, однако последующее извлечение газа из металла представляло серьезную проблему. Именно поэтому исследовательская группа решила начать с небольших размеров «резервуаров». Высокую прочность наночастицам обеспечил сердечник из иридия. Это редкий драгоценный металл, обладающий высокой плотностью. Частицы прикрепили к графеновой подложке — чрезвычайно тонкому слою углерода.
Чтобы проследить за тем, что происходит, когда частицы палладия вступают в контакт с водородом, ученые воспользовались источником рентгеновского излучения DESY PETRA III. Водород прилипал к поверхностям наночастиц. Структуру можно представить как шоколадную конфету — иридиевый «орех», покрытый слоем «марципана»-палладия, а сверху облитый «шоколадом»-водородом. Затем, чтобы отделить шоколад-водород от остальной конфеты, нужно всего лишь добавить небольшое количество тепла. После этого газ быстро высвобождается с поверхности частиц.
«В дальнейшем мы хотим выяснить, какой плотности хранения можно достичь с помощью нового метода», — говорит Андреас Стирле, автор исследования из научно-исследовательского центра DESY (Германия). Однако перед учеными все еще стоят некоторые нерешенные проблемы. Например, исследователи занимаются поиском других форм углеродных структур в качестве носителей, способных заменить графен. Авторы работы рассматривают возможность использования углеродных губок, содержащих крошечные поры. В них должно поместиться значительное количество наночастиц палладия.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
