O descoperire revoluționară ar putea rezolva problemele legate de stocarea la scară largă a lichidelor și a gazelor

Hidrogenul își găsește numeroase aplicații ca și combustibil curat - de exemplu, în transportul rutier și în vehiculele comerciale, în aviația pe distanțe scurte și în transportul maritim, unde transportă mult mai multă energie pe greutate și volum decât bateriile cu litiu și poate oferi o autonomie superioară și o realimentare rapidă. Îl puteți arde mai mult sau mai puțin ca pe benzină sau îl puteți trece printr-o celulă de combustibil pentru a genera energie electrică.

Are cea mai mare energie pe masă dintre toți combustibilii, dar este greu de depozitat. Păstrați-l în rezervoare de benzină și veți avea nevoie de o compresie de aproximativ 700 de atmosfere. Dacă îl păstrați sub formă lichidă, va trebui să mențineți temperaturi criogenice cu doar 20 de grade peste zero absolut. Chiar și atunci când este transformat într-un lichid super-răcit, este ușor, dar ocupă o cantitate surprinzătoare și incomodă de volum, ceea ce îl face atât consumator de energie, cât și greu de ambalat în cazul în care spațiul este o problemă.

Acum, cercetătorii coreeni spun că au creat un material care stochează hidrogenul la o densitate dublă față de forma sa lichidă criogenică. "Materialul nostru inovator reprezintă o schimbare de paradigmă în domeniul stocării hidrogenului, oferind o alternativă convingătoare la abordările tradiționale", a declarat Hyunchul Oh, de la Institutul Național de Știință și Tehnologie din Ulsan (UNIST), autorul principal al acestei noi cercetări.

Ca moleculă, hidrogenul se poate adsorbi fizic într-un material poros printr-un proces numit fizisorbție. Materialele foarte poroase au demonstrat anterior capacitatea de a stoca o cantitate mare de hidrogen pe unitate de masă, dar au avut dificultăți în a stoca multă energie într-un volum mic.

Un grup de cinci molecule de hidrogen (violet și roșu) care ocupă un por din materialul

Până acum. Echipa a sintetizat borohidrura de magneziu nanoporoasă (Mg(BH4)2), o structură cu atomi de hidrogen parțial încărcați negativ care formează suprafața interioară a nanoporului, permițând absorbția de hidrogen și azot. Deși atât azotul, cât și hidrogenul pot pătrunde în pori, cercetătorii au constatat că absorbția de gaz în cazul hidrogenului este de trei ori mai mare, deoarece ambele ocupă locuri de adsorbție diferite în pori.

Cercetătorii au observat că densitatea mare de hidrogen din porii mici se datorează formei anizotrope (în funcție de direcție) a moleculelor de hidrogen, care, în mod normal, se prezintă sub forma unor sferoizi strânși la presiuni apropiate de cea ambientală. Materialul a stocat un grup de cinci molecule de hidrogen într-un aranjament 3D, îmbunătățind capacitatea volumetrică.

Aceștia au descoperit că Mg(BH4)2 poate stoca o cantitate fără precedent de 144 g de hidrogen pe litru de volum de pori, în comparație cu 70,8 g/l obținuți de H2 lichid criogenic - sau chiar cu cei 86 g/l obținuți de hidrogenul solid.

Cercetătorii spun că descoperirile lor abordează provocările critice în ceea ce privește stocarea hidrogenului la scară largă și sporesc eficiența și viabilitatea economică a hidrogenului.

Va fi aceasta soluția pentru aeronavele alimentate cu hidrogen? Posibil că nu. După cum ne-a explicat Val Miftakhov de la ZeroAvia în urmă cu câțiva ani, sistemele cu H2 lichid în domeniul aviației pot atinge o fracțiune de masă de hidrogen de aproximativ 30%, celelalte 70% din greutate fiind adăugate de rezervoare și de echipamentul de răcire criogenică. Acest material de stocare nanoporoasă, conform studiului, oferă o fracție de masă de 21,7% - deci transportă de două ori mai multă energie pe greutate decât H2 gazos în rezervoare, dar un sistem lichid criogenic va fi mai ușor.

Pe de altă parte, ar putea juca cu siguranță un rol în transportul maritim pe distanțe lungi sau în transportul cu camionul, unde greutatea este o problemă mai puțin importantă, iar volumul este mai important. Și, cu siguranță, pare a fi cea mai bună metodă deocamdată pentru situațiile de stocare statică a energiei, în care hidrogenul ar putea fi utilizat mai mult sau mai puțin ca o baterie.

Am dori să aflăm mai multe despre cum se eliberează, la ce fel de temperaturi și presiuni funcționează și care ar putea fi pierderea de energie dus-întors în cazul stocării hidrogenului în acest mod, dar cu siguranță pare a fi o dezvoltare revoluționară în domeniu.

(Fluierul)