Ученые предлагают использовать новые материалы для хранения водорода в сочетании с физическим воздействием электрического поля, с помощью которого можно заставить адсорбенты прочнее удерживать молекулы H2 и быстрее их высвобождать, когда это необходимо.
Работа международного коллектива ученых носит пока сугубо теоретический характер, однако расчеты специалистов показывают, что использование электрического поля позволит инженерам добиться нужной емкости и скорости работы водородных аккумуляторов, что необходимо для массового внедрения водорода в качестве топлива для транспорта.
Использование водорода в качестве топлива сулит человечеству немало выгод: сгорание водорода происходит с образованием единственного экологически чистого продукта - воды. Этот процесс энергетически более выгоден, чем сжигание углеводородов. Кроме того, водород является возобновляемым топливом, однако, для массового использования в этом качестве необходимо создать технологию его безопасного хранения и транспортировки.
Попытки создать материал, который бы одновременно мог бы удерживать в себе большие количества водорода, и мог бы, в то же самое время, легко его высвобождать при комнатных температуре и давлении, ведутся учеными многих стран уже не первое десятилетие. Несмотря на огромные усилия и большие затраченные средства, ученым так пока и не удалось создать материал, отвечающий требованиям, которое обозначило министерство транспорта США.
Новый подход к созданию таких материалов предложила группа исследователей из Университета Содружества Вирджинии, Пекинского университета и Китайской академии наук. "После многих лет безуспешных попыток нам стало понятно, что достичь успеха на этом поприще просто созданием новых материалов и совершенствованием уже известных невозможно, необходимо пытаться использовать совершенно новые принципы и механизмы", - сказал Цян Сунь (Qiang Sun), ведущий автор публикации, слова которого приводит пресс-служба Университета Содружества Вирджинии.
В своей работе ученые разработали принципы создания семейства материалов с неметаллическими анионами в своем составе, имеющими малое количество катионов в своем окружении. Такие анионы при приложении внешнего электрического поля легко поляризуются: происходит искажение их электронной оболочки. Подобная поляризация позволяет этим анионам крепче удерживать молекулы водорода. В то же самое время, после того, как поле будет выключено, поляризация снимается, и материалы могут быстро и легко отдать водород обратно, для того, чтобы он мог быть использован в двигателе.
"Эта работа поможет исследователям создать совершенно новое семейство материалов для хранения водорода. Наибольшая трудность в настоящее время - подобрать параметры материалов, делающие их наиболее легко поляризуемыми при приложении электрического поля. Это позволит снизить напряженность поля, которое необходимо приложить к материалу, при сохранении необходимого уровня его емкости по водороду", - сказал профессор Пуру Джена (Puru Jena), также принимавший участие в работе.
Работа международного коллектива ученых носит пока сугубо теоретический характер, однако расчеты специалистов показывают, что использование электрического поля позволит инженерам добиться нужной емкости и скорости работы водородных аккумуляторов, что необходимо для массового внедрения водорода в качестве топлива для транспорта.
Использование водорода в качестве топлива сулит человечеству немало выгод: сгорание водорода происходит с образованием единственного экологически чистого продукта - воды. Этот процесс энергетически более выгоден, чем сжигание углеводородов. Кроме того, водород является возобновляемым топливом, однако, для массового использования в этом качестве необходимо создать технологию его безопасного хранения и транспортировки.
Попытки создать материал, который бы одновременно мог бы удерживать в себе большие количества водорода, и мог бы, в то же самое время, легко его высвобождать при комнатных температуре и давлении, ведутся учеными многих стран уже не первое десятилетие. Несмотря на огромные усилия и большие затраченные средства, ученым так пока и не удалось создать материал, отвечающий требованиям, которое обозначило министерство транспорта США.
Новый подход к созданию таких материалов предложила группа исследователей из Университета Содружества Вирджинии, Пекинского университета и Китайской академии наук. "После многих лет безуспешных попыток нам стало понятно, что достичь успеха на этом поприще просто созданием новых материалов и совершенствованием уже известных невозможно, необходимо пытаться использовать совершенно новые принципы и механизмы", - сказал Цян Сунь (Qiang Sun), ведущий автор публикации, слова которого приводит пресс-служба Университета Содружества Вирджинии.
В своей работе ученые разработали принципы создания семейства материалов с неметаллическими анионами в своем составе, имеющими малое количество катионов в своем окружении. Такие анионы при приложении внешнего электрического поля легко поляризуются: происходит искажение их электронной оболочки. Подобная поляризация позволяет этим анионам крепче удерживать молекулы водорода. В то же самое время, после того, как поле будет выключено, поляризация снимается, и материалы могут быстро и легко отдать водород обратно, для того, чтобы он мог быть использован в двигателе.
"Эта работа поможет исследователям создать совершенно новое семейство материалов для хранения водорода. Наибольшая трудность в настоящее время - подобрать параметры материалов, делающие их наиболее легко поляризуемыми при приложении электрического поля. Это позволит снизить напряженность поля, которое необходимо приложить к материалу, при сохранении необходимого уровня его емкости по водороду", - сказал профессор Пуру Джена (Puru Jena), также принимавший участие в работе.