_ Oamenii de știință investighează o modalitate mai bună de a elibera hidrogenul stocat în foile de boruri de hidrogen

14:56 2024-02-09 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

Amenințarea viitoare a schimbărilor climatice i-a motivat pe oamenii de știință din întreaga lume să caute alternative mai curate la combustibilii fosili și mulți cred că hidrogenul este cel mai bun pariu al nostru. Fiind o resursă energetică prietenoasă cu mediul, hidrogenul (H2) poate fi utilizat în vehicule și centrale electrice fără a elibera dioxid de carbon în atmosferă.

Cu toate acestea, stocarea și transportul H2 în siguranță și eficient rămâne o provocare. Hidrogenul gazos comprimat prezintă un risc semnificativ de explozie și scurgere, în timp ce hidrogenul lichid trebuie menținut la temperaturi extrem de scăzute, ceea ce este costisitor. Dar dacă am putea stoca hidrogenul direct în compoziția moleculară a altor materiale lichide sau solide?

Acesta a fost punctul central al unei echipe de oameni de știință din Japonia, care, într-un studiu recent publicat în revista Small, a investigat potențialul foilor de borur de hidrogen (HB) ca purtători de hidrogen practici. Depozitarea hidrogenului în foile HB nu este un concept complet nou și multe aspecte ale potențialelor lor aplicații ca purtători de hidrogen au fost deja studiate. Cu toate acestea, scoaterea hidrogenului din foi este partea dificilă.

Încălzirea la temperaturi ridicate sau iluminare puternică cu ultraviolete (UV) este necesară pentru a elibera hidrogen (H2) din foile HB. Cu toate acestea, ambele abordări au dezavantaje inerente, cum ar fi consumul mare de energie sau eliberarea incompletă de H2.

Astfel, echipa a explorat o alternativă potențială: eliberarea electrochimică. Pe baza mecanismului de eliberare de H2 indusă de UV din foile HB, echipa a speculat că injecția de electroni de la un electrod catodic în nanofoile HB printr-o sursă de alimentare electrică ar putea fi o modalitate superioară de a elibera H2 în comparație cu iradierea sau încălzirea UV.

Pe baza acestei teorii, cercetătorii au dispersat foi de HB în acetonitril - un solvent organic - și au aplicat dispersiei o tensiune controlată. Aceste experimente au arătat că aproape toți electronii injectați în sistemul electrochimic au fost folosiți pentru a converti ionii H+ din foile de HB în molecule de H2. În special, eficiența faradaică a acestui proces, care măsoară cât de multă energie electrică este convertită în energie chimică, a fost de peste 90%.

Echipa a efectuat, de asemenea, experimente de urmărire a izotopilor pentru a confirma că H2 eliberat electrochimic provine din foi HB și nu printr-o altă reacție chimică. Mai mult, au folosit, de asemenea, microscopia electronică cu scanare și spectroscopie fotoelectronică cu raze X pentru a caracteriza foile înainte și după eliberarea de H2, oferind mai multe perspective asupra mecanismelor care stau la baza procesului.

Aceste descoperiri contribuie la dezvoltarea unui sistem sigur. și purtători de hidrogen ușoare cu consum redus de energie. Deși echipa a studiat forma dispersată a foilor HB în lucrarea publicată, constatările actuale sunt aplicabile sistemelor de folie HB pe bază de film sau în vrac pentru eliberarea H2. Mai mult, echipa va investiga reîncărcarea foilor HB după dehidrogenare într-un studiu viitor.

(Fluierul)