Российские ученые с зарубежными коллегами изобрели «бак» для хранения топлива будущего
Ожидается, что водород будет важен для низкоуглеродной экономики будущего. Его можно получать с помощью возобновляемых источников энергии и использовать для выработки электроэнергии и тепла, а также в качестве топлива для автотранспорта. Он пригодится на производстве стали, стекла, химикатов, в контейнерных перевозках, любых видах транспорта, а также для сглаживания колебаний спроса в электросети.
Однако до сих пор внедрение и использование водорода в качестве основного вида топлива осложняется тем, что водород крайне трудно хранить. Он в 14 раз легче воздуха, он имеет высокую химическую активность, крайне взрывоопасен и склонен к утечкам. Для безопасной транспортировки водорода его обычно сжимают и даже превращают в твердую субстанцию — кристалл из молекул H2, но это крайне неэффективно по ряду причин:
- Преобразование агрегатного состояния газа очень энергозатратно — на его охлаждение расходуется до 40% энергии, производимой самим водородом;
- Сжатый водород примерно в 2 раза уступает по эффективности другим газам, например, природному;
- Из-за самых маленьких молекул водород не только легко утекает, но и склонен к диффузии — проникновению в металлические стенки резервуаров. Впоследствии это приводит к трещинам и разрушению емкостей.
Тем не менее исследователи из России и ряда других стран нашли выход, альтернативу — химические накопители водорода. Один из авторов проекта, выпускник аспирантуры Сколтеха по программе «Науки о материалах» Дмитрий Семенок, рассказал:
Некоторые материалы, например сплавы магния и никеля или циркония и ванадия, могут удерживать водород в пустотах между атомами металлов, которые образуют кристаллическую решетку. В такие «аккумуляторы» можно упаковать достаточно много водорода, безопасно его хранить и высвобождать по мере надобности путем нагрева.
Ученые уже разработали несколько перспективных сплавов — гептагидрид цезия CsH7 и наногидрид рубидия RbH9. Они вмещают 7 и 9 атомов водорода на один атом металла соответственно. И пока это рекордные показатели среди всех известных науке других гидридов, существующих при нормальном атмосферном давлении. Сообщается, что исследователи хотят получить полигидриды цезия и рубидия в больших количествах и при меньшем давлении (10 000 атмосфер), а после подтвердить тот факт, что данные соединения останутся устойчивыми и при обычном атмосферном давлении, что позволит использовать их в качестве аккумуляторов водорода.
Исследователи из Технологического института Кюсю разработали нового колесного робота без обода с уникальной конструкцией, которая позволяет ему лучше ориентироваться на ступеньках или неровной местности.
