28 января, 2022

zhukvesti

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Команда предлагает наношоколад как новый способ хранения водорода

Нано-шоколад, в котором хранится водород

Наночастицы палладия (зеленые) стабилизированы иридиевым ядром (красный). Водород может накапливаться на их поверхности, как своего рода шоколадная глазурь, и снова выделяться при нагревании. Предоставлено: DESY, Андреас Штирл.

Новаторский подход может превратить наночастицы в простые резервуары для хранения водорода. Газ с высокой летучестью — многообещающий энергоноситель будущего, который может обеспечить экологически чистое топливо для самолетов, кораблей и грузовиков, например, а также позволит производить экологически чистую сталь и цемент — в зависимости от того, как образуется газообразный водород. . Однако хранение водорода стоит дорого: либо газ хранится в резервуарах под давлением, до 700 бар, либо его нужно сжижать, что означает охлаждение до минус 253 градусов Цельсия. Обе процедуры потребляют дополнительную энергию.


Команда под руководством Андреаса Стирле из Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) заложила основы альтернативного метода: хранения водород В наночастицах из драгоценного металла ПалладийЕго диаметр составляет всего 1,2 нанометра. Тот факт, что палладий может поглощать водород, как губка, известен уже давно. «До сих пор водород из материала снова был проблемой», — объясняет Штирл. «Вот почему мы пробуем частицы палладия шириной всего около одного нанометра». Нанометр — это одна миллионная миллиметра.

чтобы убедиться, что очень мелкие частицы Достаточно прочный, он стабилизирован сердечником из редкого благородного металла иридия. Кроме того, он прикреплен к графеновой основе, которая представляет собой чрезвычайно тонкий слой углерода. «Мы можем связывать частицы палладия с графеном с интервалом не более 2,5 нанометров», — сообщает Стирл, президент DESY NanoLab. «Это приводит к регулярной циклической структуре». Команда, в которую также входят исследователи из университетов Кельна и Гамбурга, опубликовала свои выводы в журнале American Chemical Society (ACS). ACS nano.

Источник рентгеновского излучения PETRA III компании DESY был использован для наблюдения за тем, что происходит, когда частицы палладия вступают в контакт с водородом: по сути, водород прилипает к поверхности наночастиц и почти не проникает внутрь. Наночастицы можно изобразить как напоминающие шоколад: иридиевый орех в центре, покрытый слоем палладия, а не марципаном, и покрытый шоколадом снаружи водородом. Все, что нужно для восстановления накопленного водорода, — это добавить небольшое количество тепла; Водород быстро выделяется с поверхности частиц, потому что частицы газа не должны выходить изнутри блока.

«Затем мы хотим посмотреть, какой плотности хранения можно достичь с помощью этого нового метода», — говорит Стирл. Тем не менее, прежде чем перейти к практическому применению, необходимо решить ряд проблем. Например, другие формы углеродных структур носителя могут быть более подходящими, чем графен — эксперты рассматривают возможность использования углеродных губок с небольшими порами. Внутри этих частиц должны поместиться большие количества наночастиц палладия.

В последнем выпуске исследовательского журнала DESY femto исследуются эта и другие инновационные концепции водородной экономики и устойчивого энергоснабжения. В журнале объясняется, как фундаментальные исследования могут способствовать инновациям в области перехода к энергии. Речь идет не только об использовании водорода в качестве энергоносителя, но и об устойчивых солнечных элементах и ​​новых формах выработки энергии, а также о достижении большей энергоэффективности в самих исследованиях, например, при эксплуатации ускорителей крупных частиц.


Поглощение водорода вызывает «молекулярный распад» палладия.


Дополнительная информация:
Дирк Франц и др., Растворимость водорода и атомная структура нанокластеров Pd на графеновой основе. ACS nano (2021 г.). DOI: 10.1021 / acsnano.1c01997

Представление о
Немецкий синхротрон

цитата: Команда предлагает «наношоколад» в качестве нового метода хранения водорода (2021 г., 27 декабря) Получено 27 декабря 2021 г. из https://phys.org/news/2021-12-team-nano-chocolates-hydrogen.html

Этот документ защищен авторским правом. Несмотря на честные отношения с целью частного изучения или исследования, воспроизведение какой-либо части без письменного разрешения запрещено. Контент предоставляется только в информационных целях.

READ  Covid-19 убил столько же американцев, сколько пандемия гриппа 1918-19 гг. | Корона вирус