Ученые выяснили, как поднять эффективность работы накопителей водорода
Подробный анализ данных по созданию гибридных материалов-накопителей для хранения и транспортировки водорода позволил установить метод для снижения температуры, при которой материалы — носители водорода, поглощают и отдают водород при более низких температурах, сообщает 22 октября пресс-служба Томского политехнического университета (ТПУ).
Ученые отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий и Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, занимающиеся исследованием и синтезом новых металлоорганических каркасов, исследовали материалы —носители водорода, состоящие из смеси металлических гидридов и металлоорганических каркасов.
Ученые экспериментально, на примерах, доказали, что при таком сочетании материал может очень эффективно поглощать и отдавать водород при более низких температурах, чем гидриды металлов без таких каркасов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Applied Materials Today.
В настоящее время гидриды металлов считаются наиболее перспективными материалами для хранения водорода, однако даже лучшие образцы требуют для захвата и отдачи водорода температуры в сотни градусов Цельсия, что приводит к значительным затратам энергии.
«У этой проблемы есть достаточно красивое для материаловедов решение — нужно смешать гидрид с другим материалом и получить новый композитный материал. Крайне перспективным подходом является смешивание с металлоорганическими каркасами. Это вещества с трехмерной структурой, они представляют собой матрицу из ионов металлов и органических молекул», — рассказал один из авторов статьи, доцент отделения экспериментальной физики Виктор Кудияров.
Так так таких веществ существует огромное множество, то чтобы понять, какие гидриды с какими каркасами нужно смешивать, какие при этом нужны условия и какой результат может получиться, ученые провели подробный анализ работ исследовательских групп в разных странах, изучив созданные уже композиты. «В результате подготовки обзора и уже выполненных нами исследований можно однозначно утверждать, что существует синергетический эффект» — пояснил Кудияров.
Он сообщил, что этот синергетический эффект при смешивании гидридов с металлоорганическими каркасами выражается в заметном снижении «рабочей температуры» композита при сохранении емкости водорода.
«В некоторых работах речь идет о снижении температуры на 20–30%. Это существенные показатели», — заявил ученый. Кроме того исследователи выявили определенные закономерности, позволяющие не проводить смешивание со всеми подряд металлоорганическими каркасами, для выявления наиболее эффективных, а целенаправленно создавать композиты, зная, что и с чем неужно смешивать.
Эти закономерности уже используются исследователями для создания собственных композитов и по ним выполнены расчетные и экспериментальные работы, отметил Виктор Кудияров.
Ранее ИА Красная Весна сообщило, что о возможности России занять ведущее положение в мире среди разработчиков водородных технологий заявил статс-секретарь министерства экономики и энергетики ФРГ Андреас Файхт на международном форуме Российская энергетическая неделя.
