Новый материал для хранения водорода сделает авто на топливных элементах более доступными и безопасными - «Технологии»

Команда исследователей из Северо-Западного университета смоделировала и получила вещества с высокой пористостью и большой площадью поверхности. Их можно использовать для хранения водорода и метана, на которых работают автомобильные топливные элементы. Эти газы вполне способны заменить ископаемое топливо, при сжигании которого выделяется двуокись углерода.

Новые материалы представляют собой металл-органические каркасные структуры (MOF). Они способны хранить намного больше водорода или метана по сравнению с обычными абсорбирующими веществами при меньшем давлении и с меньшими затратами.

По словам главы исследования Омара Фархи, ученым удалось добиться формирования пористого материала с заданными характеристиками атомной структуры. В среднем диаметр пор составляет несколько нанометров, поэтому площадь поверхности образца нового вещества весом всего 1 г эквивалентна 1,3 футбольных полей. Его применение может стать прорывом для отраслей промышленности, использующих сжатые газы, такие как метан, водород или кислород. Отчет об исследовании, в рамках которого проводилось молекулярное моделирование с последующей экспериментальной проверкой результатов, опубликован в журнале Science.

Новому классу материалов присвоено название NU-1501. Их многомерная кристаллическая структура формируется органическими молекулами и ионами металлов. Ее можно представить в виде детского конструктора, в котором функции основных узлов выполняют ионные кластеры. Органические молекулы формируют поддерживающий каркас.

В водородных автомобилях, например, газ хранится в специальных емкостях под высоким давлением, в 300 раз превышающим давление в шинах. Подготовка такого топлива – сложная и дорогая процедура, поскольку водород отличается низкой плотностью и легко воспламеняется. Разработка новых материалов для хранения газов способствует широкому внедрению нового поколения экологически чистых машин. Благодаря пористой структуре NU-1501, значительный объем метана или водорода можно будет хранить и подавать в двигатель автомобиля под меньшим давлением.

Источник: news.northwestern.edu