Новости химической науки > Подвижность ионов важна для хранения водорода

Исследователи из Национального Института Стандартов и Технологии США (NIST) расшифровали структуру нового материала, способного обратимо поглощать кристаллической решеткой относительно большие количества водорода.

В структуре смеси амида лития с гидридами легких металлов наглядно видны слои кальция, которые могут обмениваться с ионами лития. (Рисунок из J. Amer. Chem. Soc., 2008, DOI: 10.1021/ja800300e)

Надежда на то, что водород со временем сможет заменить углеродсодержащие топлива, пока разбивается о то обстоятельство, что до сих пор не создан метод безопасного и экономически выгодного хранения и высвобождения. Известны материалы, которые способны поглощать достаточно большое количество водорода при нормальных давлениях, однако до настоящего времени для высвобождения водорода требуется нагрев до значительных температур.

Хуй Ву (Hui Wu) исследовала новое соединение для хранения водорода, представляющее собой смесь амида лития с гидридами легких металлов. Материал обратимо поглощает и испускает водород, однако, как его поглощения, так и испускания требуются высокие температур, также в качестве сопродукта при этом выделяется токсичный аммиак.

Гидриды металлов также запасают водород, хотя и не так эффективно. Недавно было показано, что комбинация нескольких гидридов или гидрида с амидом не только может позволить запасать большие количества водорода, чем сам по себе амид лития, но также и способствовать его высвобождению при низких температурах (около 100 градусов Цельсия), а также приводят к образованию меньших количеств аммиака.

Чтобы лучше понять принцип работы нового материала Ву использовала спектроскопию нейтронного рассеяния для изучения его атомной структуры. Было обнаружено, что материал состоит из слоев кальция, между которыми быстро перемещаются ионы лития. Мобильность ионов лития позволяет осуществлять быстрый перенос водорода при относительно невысоких температурах, а также способствует облегчению комбинации положительно и отрицательно заряженных атомов водорода без образования нежелательного аммиака.

Источник: J. Amer. Chem. Soc., 2008, DOI: 10.1021/ja800300e

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология