Возможный перспективный материал для водородных хранилищ, устанавливаемых на транспортные средства, подобрали исследователи из Южно-Уральского государственного университета (Челябинск), сообщила пресс-служба ЮУрГУ.
Технологии водородной энергетики в последние годы получили значительное развитие в мире. По мнению специалистов, водород может стать эффективным и притом экологически чистым энергоносителем. Но для этого надо решить вопрос с размещением больших объемов водорода в компактных и безопасных хранилищах, в которых можно перевозить это вещество. Существующие технологии (сжижение и хранение под давлением) не позволяют создать хранилища, удовлетворяющие этим требованиям.
Исследователи из Института естественных и точных наук (ИЕТН) Южно-Уральского госуниверситета работают над поиском материала для принципиально иных водородных хранилищ – твердотельных.
По мнению исследователей из ЮУрГУ, углеродные наноматериалы могут стать эффективной основой для водородных хранилищ, отмечается в пресс-релизе. И хотя такие материалы довольно легко производить, они характеризуются высокой термической и химической стабильностью, но сами по себе слабо связывают водород. Нужных результатов можно добиться, если на поверхность пористого углеродного материала добавить более активные, так называемые сорбционные центры, например, легируя углеродную основу литием.
“Основу материала составляют карбиновые нити — углеродные цепочки, обладающие рекордной удельной поверхностью и высокой прочностью, но способные удерживать водород только при очень низких температурах. Атомы лития, напротив, хорошо связываются с карбином и в то же время связывают водород достаточно сильно для того, чтобы образовавшийся комплекс “карбин-атом лития-молекулы водорода” не распадался при температурах в районе комнатной, то есть при температурах предполагаемой эксплуатации хранилищ”, – отметил участник исследования профессор Валерий Бескачко, слова которого приведены в сообщении.
“Таким образом, литий на карбине играет роль клея для молекул водорода, которых сам карбин удержать не может”, – пояснил ученый.
Но вопрос о том, обладает ли “декорированный” литием карбин свойствами, необходимыми для создания эффективных водородных хранилищ, оставался открытым. Компьютерное моделирование показало, что такой материал хорошо удерживает водород и способен накапливать его в необходимых количествах, отмечается в сообщении. В работе использовались ресурсы Лаборатории суперкомпьютерного моделирования ЮУрГУ и двух шведских центров.
“Результаты, которые мы получили для легированного литием карбина, подтверждают его привлекательность как материала для водородных хранилищ, а значит, эту структуру стоит получить и экспериментально”, – рассказала соавтор работы, аспирант Екатерина Аникина. Статья по итогам исследования вышла в престижном международном научном журнале Sustainable Energy and Fuels.
Проделанную работу исследователи из ЮУрГУ называют “проводником для экспериментов”. “Это значит, что компьютерное моделирование может указать на новые материалы с необходимыми свойствами, заслуживающие внимания ученых-экспериментаторов”, – отмечает пресс-служба вуза.
