Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Рекордно плотная упаковка водорода в металлоорганическую соломку

Рекордно плотная упаковка водорода в металлоорганическую соломку
Материалы на основе углерода могут без давления хранить водород с большей плотностью, чем плотность твердого водорода.


MOF-74: зеленые атомы — ионы цинка, серые — углерод.

 

Чем выше интерес к так называемой «водородной экономике» и к транспорту, сжигающему водород или использующему его в топливных элементах, тем более насущным становится вопрос — как же хранить водород. Многие эксперты полагают, что для того, чтобы транспорт на водородном топливе мог соревноваться с бензиновым в дальности поездок, водород необходимо хранить с плотностью, превышающей плотность жидкого водорода. Такие уровни компрессии чреваты проблемами с безопасностью и высокой стоимостью.

Недавно мы рассказывали о планах хранения водорода в углеродных фуллеренах, таких как «бакиболлы». А в Центре нейтронных исследований Национального института стандартов и технологий (NIST) продемонстрировали многообещающую новую технологию хранения водорода с использованием еще одной экзотической разновидности углеродных материалов.

NIST, Университет Мэриленда и Калифорнийский технологический институт совместно проводили исследования металлоорганических решеток (MOF). Этот тип соединений считается очень перспективным, так как может с легкостью хранить и высвобождать водород благодаря простым изменениям условий хранения. Однажды на этой основе может быть даже разработано что-то наподобие топливного насоса.

Еще одно преимущество металлоорганических решеток в том, что для высвобождения водорода они не нуждаются в высоких температурах. Другим материалам подчас требуют температуры от 100 до 500 градусов по Цельсию, прежде чем они высвободят водород.

Группа исследователей сосредоточила свои усилия на MOF-74, пористом кристаллическом порошке, разработанном в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса. Соединение имеет любопытный вид: углерод складывается в своего рода молекулярные соломинки, по внутренним полостям которых бегают ионы цинка. Соломинки очень плотно упакованы, образуя порошкообразный материал. Благодаря уникальному устройству материала один грамм такой субстанции имеет площадь поверхности равную площади теннисного корта.

Данная структура удивительно хорошо упаковывает водород. Ученые установили, что при 77 градусах по Кельвину (–196° С) MOF-74 поглощает больше водорода, чем любой из известных на сегодня непрессованных материалов. Материал пакует водород с плотностью, превосходящей плотность твердого водорода. Чтобы придти к этому открытию ученые использовали смешанную технику нейтронного рассеивания и абсорбции газа.

Крейг Браун, ученый из Центра нейтронных исследований, сообщает, что исследователи не вполне уверены, что же помогает MOF-74 так здорово впитывать водород. По его словам, они склоняются к мнению о том, что это может происходить в результате взаимодействия водорода с ионами цинка. Браун воодушевлен перспективами MOF-74: «Когда мы начали наши эксперименты, мы поняли, что взаимодействие с металлом не только повышает температуру хранения водорода, но и увеличивает плотность до большей, чем у водорода в твердом состоянии. Это абсолютно первый случай, когда подобное было достигнуто без помощи компрессии».

Температура, необходимая для складирования в MOF-74 легко достигается с помощью дешевого жидкого азота. Это большое преимущество по сравнению с твердым азотом, нуждающимся в температурах ниже –269° С. Исследователи надеются, что дальнейшие исследования позволят им либо модифицировать материал, либо найти похожие, чтобы складирование стало возможным при еще более высокой температуре. Тогда можно будет обойтись без систем охлаждения и/или изоляции, а значит снизить производственные затраты и улучшить экономию топлива.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
2
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
6
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
11
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
0
«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах

«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах

Ученые из Чикагского университета обнаружили первое свидетельство явления под названием «квантовая суперхимия». Давно предсказанный, но так и не подтвержденный, этот эффект может ускорить химические реакции, дать ученым больше контроля над ними и послужить основой для квантовых вычислений.

Все виды необічного поведения проявляются на квантовом уровне. Атомы могут находиться в нескольких состояниях одновременно, запутываться настолько, что мгновенно обмениваются информацией на любом расстоянии, или создавать туннели через барьеры, которые они не должны пересекать. Ученые пытаются использовать эти явления для более мощных вычислений, систем связи и других технологий. Теперь команда о...
08.08.23 17:36
0
0
Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Наука продолжает развивать умные ткани, которые реагируют на изменения окружающей среды и предоставляют больше «услуг» своим владельцам.

Группа международных исследователей создала пригодную для носки ткань, которая восстанавливается, обладает антибактериальными свойствами и даже может использоваться для контроля сердечного ритма человека. Исследователи из США, Австралии и Южной Кореи создали ткань с высокой проводимостью, погрузив ее в частицы жидкого металла. Частицы жидкого металла обладают многими преимуществами: высокой тепло...
03.05.23 13:46
0
2
Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Чтобы увидеть, какой тип бактерий присутствуют в образце жидкости, необходимо выращивать бактериальные культуры в лаборатории в течение нескольких часов или даже дней. Новая лазерная техника работает всего за несколько минут.

Уже было известно, что при воздействии лазерного света бактерии отражают свет обратно в спектральном образце, который уникален для этого конкретного вида. Проблема в том, что другие микроскопические объекты в образце, такие как клетки крови или вирусы, также отражают свет, придавая ему свой уникальный оттенок. То есть спектральный «отпечаток пальца» бактерии теряется среди фонового шума, поэтому ...
04.03.23 11:39
0
6
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0