Создан экологически чистый наноаккумулятор на основе водородного топлива
Учёные создали принципиально новый способ связывания водорода, что, согласно точки зрения многих аналитиков, есть перспективным экологически чистым горючим будущего. Разработка подразумевает применение уже известных материалов, но в форме наночастиц.
Материал, из которого состоит аккумулятор нового поколения, представляет собой нанокомпозит – два главных компонента, объединённых в механической смеси. Первый, железный магний, употребляется в виде нанокристаллов, каковые и несут ответственность за связывание водорода. Второй компонент – особый полимер, проницаемый для водорода и играющий роль однородной среды, в которой находятся элементы магния.
По окончании нескольких опытов, совершённых группой учёных из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли под управлением доктора наук Джеффри Урбана, стало известно, что материал при нагревании до 200 градусов Цельсия всецело «заряжается» водородом менее чем за 30 мин.. Наряду с этим количество водорода может быть около 6% неспециализированной массы кристаллов магния в нанокомпозите.
Кроме этого было обнаружено, что ёмкость, быстродействие материала и температурный режим отвечают общепринятым стандартам, что говорит о потенциальной возможности внедрения совокупностей на его базе в разных технических средствах на коммерческой базе, в основном, в автотранспорте. Громадным плюсом нового материала для аккумуляторная батарей есть кроме этого то, что многократно повторяющиеся разрядки и циклы зарядки не наносят ему значительного вреда.
Экономическая целесообразность применения разработок на базе нового материала кроме этого не оставляет сомнений, поскольку он есть достаточно недорогим за счет отказа от дорогих катализаторов, довольно часто применяемых в разработках с водородным горючим. На данном этапе разработки задача учёных пребывает в повышении ёмкости материала по водороду до значения, превышающего 6% от массы аккумулятора.
Разработки, которые связаны с применением водорода в энергетических целях, ведутся уже несколько дюжина лет. Так как водород при сгорании оставляет по окончании себя только пары воды, что делает его одним из самые чистых топливных материалов в мире.
Одной из самых значительных неприятностей в таких изучениях всегда была неприятность поиска надёжного и действенного способа хранения водорода. Сжатие водорода как метод хранения есть не весьма целесообразным, потому как для этого необходимы тяжёлые железные баллоны с толстыми стенками для поддержания нужного уровня давления. Как раз исходя из этого разработки ведутся по другому пути поиска подходящих жёстких материалов, талантливых удерживать в собственной структуре громадные количества водорода, что возможно высвободить при нагревании.
В этом направлении было проделано множество опробований разных материалов: углеродных нанотрубок, полимеров, химически активных металлов и без того потом. Поиск материала усложнялся противоречивыми требованиями к его особенностям. С одной стороны, он должен был деятельно взаимодействовать с водородом, вбирая в себя как возможно большее его количество, а иначе – должен был не через чур очень сильно его связывать для несложного высвобождения при температурном действии.
Опробования гидридов лёгких металлов, таких как гидрид магния, продемонстрировали, что эти материалы прекрасно абсорбируют довольно много водорода в собственной структуре, но связывают его через чур прочно. Это ведет к тому, что для высвобождения водорода из структуры гидрида нужно нагревать его до высоких температур, что требует дополнительных неоправданных энергозатрат. На базе результатов совершённых опробований несколько доктора наук Урбана узнала, что применение наночастиц магния существенно активизирует процессы абсорбации и выделения водорода, прежде всего за счёт особенной структуры поверхности магния, которую он получает в наноразмерном состоянии.
Данное достижение показывает возможности науки в разработке особых материалов, по своим нужным особенностям превосходящих классические. Джеффри Урбан отмечает, что в скором будущем планируется предстоящая оптимизация как полимерного носителя, так и железных наночастиц, что в недалёком будущем сделает вероятным широкое использование водородного горючего в энергетике.
По данным http://www.energyland.info
