Új technológia a hidrogéntárolásra

A hidrogén meghajtású autók fejlesztőinek egyik legnagyobb problémája valahogy így hangzik: hogyan vigyünk magunkkal annyi üzemanyagot, hogy két töltés között még elegendő távolságra is el lehessen jutni. Egyik megoldás, hogy szobahőmérsékleten, gáz formában, viszont rendkívül nagy nyomáson (200 bar felett) tároljuk a hidrogént. Egy másik lehetséges út a hidrogén cseppfolyósítása, amelyhez a gázt az abszolút nulla fok közelébe (-253 Celsius fok) kell lehűteni.

Könnyen belátható, hogy egyik megoldás műszaki megvalósítása sem egyszerű, a költségekről nem is beszélve. Ezért napjainkban a kutatók a hidrogén szilárd formában történő tárolása felé indultak. A hidrogén alkáli fémekkel és alkáliföldfémekkel alkotott vegyületei az ionos (sószerű) hidridek, amelyek jellemzően kristályos anyagok. Léteznek még ún. komplex hidridek, amelyeket a legreményteljesebb hidrogéntárolóként emlegetnek.

Azonban ezzel a tárolási formával is akadnak gondok. A hidrogént melegítéssel nyerik ki az anyagból, de sokszor órákba telik, míg elegendő mennyiségű üzemanyag felszabadul. Különösen a komplex hidridekre jellemző, amelyek kibocsátási-elnyelési kinetikája megfelelő lenne, hogy kémiailag és termikusan instabilak: gyorsan bomlanak levegőn és gyúlékonyak.

Az oxfordi Rutherford Appleton Laboratóriumban és a London Nanotechnológia Központban ötévnyi kutatómunka során fejlesztették ki azt a technológiát, ami orvosság lehet a hidridek problémáira.  Sikerült őket az elektrospinning-nek (elektromos szövés) nevezett technikával nanoméretű polimerszálakhoz kapcsolni. Ebben a formában a hidridek biztonságosabbak, hosszabb az élettartamuk és a hidrogén szinte azonnal felszabadul belőlük melegítés hatására.

A kutatást vezető Stephen Bennington professzor így foglalta össze a módszer lényegét: „Belerakjuk a polimert és a hidridet egy oldatba, nagy elektromos mezőt kapcsolunk rá és nanoszálak keletkeznek”. A kutatók véleménye szerint a folyamat jól skálázható.

A nanoszálak után gyorsan a nanogyöngyök előállítása felé fordult a csapat figyelme. A gyöngyöknek az a nagy előnyük, hogy folyadékhoz hasonlóan lehet őket önteni, pumpálni. Vagyis ideális lenne egy üzemanyagtöltő alkalmazáshoz.

„Az ötlet az lenne, hogy két töltőcsonk van a kúton. Amikor elmegyünk tankolni, az egyik friss hidridekkel töltött nanogyöngyöket pumpál a kocsiba, míg a másik kiszívja az elhasznált anyagot, amelyet el lehet küldeni újrahasznosításra.” - mondta Bennington.

Dupla töltőcsonk: az egyik tölt a másik szív

Forrás: www.theengineer.co.uk

Ritzinger György