Японские ученые нашли способ безопасно и дешево хранить и высвобождать водород
Ученые из Токийского технологического института обнаружили, что водород, хранящийся в пластинах борида водорода, может быть эффективно высвобожден электрохимически . С помощью серии экспериментов они продемонстрировали, что диспергирования этих листов в органическом растворителе и приложения небольшого напряжения достаточно для эффективного высвобождения всего накопленного водорода. Результаты показывают, что листы борида водорода вскоре могут стать безопасным и удобным способом хранения и транспортировки водорода, который является более чистым и экологически чистым топливом.
В исследовательской статье, опубликованной в журнале Small, сообщается об исследованном потенциале листов борида водорода (HB) в качестве практических переносчиков водорода.
Ученые всего мира ищут более чистые альтернативы ископаемому топливу, и многие считают, что водород – наш лучший выбор. В качестве экологически чистого энергетического ресурса при сжигании или питании от топливного элемента водород в виде двухатомного диводорода (H2) может использоваться в транспортных средствах и электростанциях.
Как выделяется водород
Между тем, безопасное и эффективное хранение и транспортировка H2 остается проблемой. Сжатый газообразный водород имеет весьма значительные риски взрыва и утечки, тогда как жидкий водород необходимо хранить при чрезвычайно низких температурах, что очень дорого.
Не новая концепция, но теперь гораздо более эффективная
Хранение водорода в пластинах HB не является совершенно новой концепцией, и многие аспекты их потенциального применения в качестве переносчиков водорода уже изучены.
Однако самое сложное — вывести водород из пластин. Для выделения H2 из листов ХБ требуется нагрев до высоких температур или сильное ультрафиолетовое (УФ) освещение. Но оба подхода имеют свои недостатки, такие как высокое потребление энергии или неполное выделение H2.
Итак, команда начала исследование потенциальной альтернативы: электрохимического выброса.
Учитывая механизм УФ-индуцированного высвобождения H2 из листов HB, команда предположила, что инжекция электронов с катодного электрода в наноскелеты HB с использованием источника питания может быть более эффективным способом высвобождения H2 по сравнению с УФ-облучением или нагревом.
Основываясь на этой теории, исследователи диспергировали листы HB в ацетонитриле — органическом растворителе — и применили к дисперсии контролируемое напряжение. Эксперименты показали, что почти все электроны, инжектированные в электрохимическую систему, использовались для превращения ионов H+ листов HB в молекулы H2.
Примечательно, что фарадеевская эффективность этого процесса, измеряющего количество электрической энергии, преобразованной в химическую энергию, составила более 90%.
Команда также провела эксперименты по отслеживанию изотопов, чтобы подтвердить, что электрохимически высвободившийся H2 произошел от пластин HB, а не в результате другой химической реакции.
Эта система позволяет безопасно и эффективно транспортировать относительно большие количества водорода, не используя тяжелые цистерны и не создавая проблемы использования жидкого водорода при очень низких температурах, а также избегая опасного рассеивания в атмосфере, когда система не используется.
Большой шаг вперед в использовании водорода, но до сих пор не видно решения финального шага: как получить сам водород?
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикации новых статей «Экономические сценарии».
Статья «Японские учёные находят способ безопасно и дешево хранить и высвобождать водород» взята из книги «Экономические сценарии» .
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/scienziati-giapponesi-trovano-un-sistema-per-immagazzinare-e-rilasciare-idrogeno-in-modo-sicuro-ed-economico/ в Fri, 22 Mar 2024 11:00:22 +0000.