По сообщению Американского химического общества (American Chemical Society), химики из Университета штата Делавер (University of Delaware in Newark) предложили новый материал для хранения водорода. В его основу легли перья курицы.
Водородная энергетика
Водород – идеальное топливо. При его окислении (например, путем сжигания) образуется один-единственный продукт – водяной пар. Большие количества водорода выделяются в нефтехимических процессах. Однако широкому применению устройств на водороде мешает важная проблема – отсутствие средств его эффективного хранения.
Водород – самый легкий элемент. Поэтому, если закачать его в обычный металлический баллон (хотя водородный баллон нельзя делать обычным: материалы не должны давать искру и образовывать соединения с водородом при длительном хранении), масса топлива в баллоне окажется очень маленькой. В связи с этим ведутся активные разработки других способов хранения водорода. Во-первых, это аккумуляция в соединения металлов с проведением химической реакции. Широкий спектр металлов и соединений металлов (интерметаллидов) поглощает водород при повышении давления и выделяют при понижении. Во-вторых, это аналогичные реакции гидрирования-дегидрирования, но с участием органических соединений. У обоих методов схожие проблемы – это и необходимость использования различных температурных режимов для эффективного проведения процессов, и побочные реакции (изменения структуры для интерметаллидов и разложение органических соединений), приводящие к потере емкости по водороду. Еще один путь – это адсорбционное хранение с использованием, например, нанотрубок. При этом вещество, которое применяется для хранения, должно обладать развитой поверхностью, ведь при этом на ней за счет слабых физико-химических взаимодействий удерживаются молекулы водорода. И чем больше поверхность, тем больше молекул может удерживаться подобным способом. По этому пути и пошли химики, изготовив адсорбционный материал из куриных перьев.
Курица на службе человечества
Сама идея не так абсурдна, как кажется. Перья состоят из кератинов – белков, обладающих структурой с внутренними полостями. При нагревании они образуют дополнительные химические связи, что делает материал прочным. А если нанести на прогретую поверхность слой углерода, то образуются те самые центры, на которые потом «сядут» молекулы водорода.
По словам одного из авторов разработки, Ричарда Вула (Richard P. Wool), 300−литровый бак для автомобиля с «перьевым» водородом, по предварительным оценкам, должен стоить примерно $200, в то время как бак аналогичного объема с нанотрубками (наиболее эффективным адсорбционным материалом для водорода) – около $5 млн. В настоящий момент заправка 1 литра такой системы хранения водорода позволяет проехать примерно полтора километра. Дальнейшие работы уже ведутся.
Работа представлена на конгрессе по «Зеленой химии и инженерии» 23 июня, а больше подробностей о курином хранении водорода мы узнаем чуть позже, если, конечно, идея получит дальнейшее развитие.
infox.ru
|
