Новый алюминиевый сплав поможет преодолеть главное препятствие на пути к экологически чистой водородной энергетике.
Водород является самым перспективным источником энергии. Прежде всего потому, что это самый распространенный элемент во Вселенной. Кроме того, при сгорании водорода образуется чистая вода.
К сожалению, до сих пор остается нерешенной проблема безопасного хранения и транспортировки водорода. Однако ученые из Техасского и Вашингтонского университетов нашли способ, используя для решения задачи один из самых распространенных на Земле металлов - алюминий. Американские исследователи обнаружили, что незначительно измененный алюминий способен активировать молекулярный водород, захватывать и хранить отдельные атомы водорода.
В природе два атома <водорода образуют очень стабильные молекулы (Н2). Молекулярный водород, однако, должен храниться под большим давлением и при очень низких температурах, что является неприемлемым для хранения дома или в баке автомобиля. Лучшим решением стала бы разработка материала, который при неэкстремальных температуре и давлении может эффективно хранить отдельные атомы водорода и легко выпускать их. Первым шагом в этом процессе является активация водорода, т.е. нарушение химических связей, удерживающих два атома водорода вместе. Обычно это достигается путем воздействия катализатора на молекулярный водород. В настоящее время лучшие каталитические материалы изготавливаются из дорогостоящих металлов, таких как палладий и платина. Американские ученые открыли новый метод активации водорода, основанный на более дешевом алюминии. В нормальных условиях этот инертный металл не вступает в реакцию с молекулярным водородом, но ученые обнаружили, что если пропитать алюминий некоторыми другими металлами, то можно запустить каталитическую реакцию.
Ключом стал титан, он дешевле платины и для создания алюминиево-титанового катализатора его нужно совсем немного. Исследования с помощью спектроскопии показали, что новый катализатор способен активировать молекулы водорода не хуже чем палладий или платина. В будущем этот процесс можно расширить, включив в него образование гидрида алюминия - стабильного твердого материала с одним атомом алюминия и тремя атомами водорода. При нагреве гидрид алюминия легко освобождает водород, который можно затем использовать в топливных ячейках. Создание подобной технологии позволит с высокой плотностью хранить водород твердом безопасном материале и начать широкое распространение водородной энергетики.
|
