Ученые из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) разработали новую технологию хранения водорода, которая может стать тем, что позволит реализовать широкое внедрение топливных элементов в автомобилях и других транспортных средствах. Их идея состоит в том, что бы создать «вены» молекулярного масштаба из кристалликов железа в кристаллической структуре магния, металла, хорошо поглощающего водород. Такая кристаллическая сеть весьма похожа на капиллярную сеть микроскопических кровеносных сосудов в живых организмах.
Водород уже достаточно долго рассматривается в качестве альтернативы бензину и другим видам ископаемого топлива. Но распространение водородных технологий существенно тормозит отсутствие безопасного, быстрого и, главное, недорогого метода хранения водорода в топливных баках транспортных средств и летательных аппаратов. Согласно Лео Бендерскому (Leo Bendersky), ученому-материаловеду из NIST, именно магний, пронизанный железными «венами» может выступить в качестве безопасного контейнера для водорода, поглощая и испуская достаточное количество водорода.
Для того, что бы всерьез рассматривать материал в качестве кандидата на практическое применение, этот материал должен удовлетворять нескольким требованиям. Во-первых, материал должен быть способен хранить водород в количестве не менее шести процентов от веса самого материала. Во-вторых, заправка водородом должна занимать столько же времени, сколько занимает сегодня заправка обычного автомобиля бензином.
«Порошок из магниевых зерен, пронизанных железными нитями, может поглотить максимальное количество водорода всего за 60 секунд. Это происходит при температуре порядка 150°C и при относительно низком давлении, что является ключевыми факторами для безопасной эксплуатации водородного транспорта» — рассказывает Бендерский. — «Зерна из чистого магния так же эффективно поглощают водород, но только при более высоких температурах и давлении. Но в обоих вариантов запасов водорода достаточно, что бы обеспечить топливом автомобиль на протяжении нескольких сотен километров».
Благодаря капиллярной структуре, существующей в зернах магния, водород быстро проникает внутрь объема частиц магния, что позволяет использовать весь объем металла более полно и эффективно. Ученые утверждают, что порошок из магниево-железных частиц может поглотить водород в количестве семи процентов от своего веса. А это, в совокупности с быстрым поглощением водорода, делает возможным практическое применение нового материала.
Источник:
