Yenilikçi bir yaklaşım, nanoparçacıkları hidrojen depolamak için basit rezervuarlara dönüştürebilir. Uçuculuğu yüksek gaz, hidrojen gazının nasıl olduğuna bağlı olarak, örneğin uçaklar, gemiler ve kamyonlar için iklim dostu yakıtlar sağlamanın yanı sıra iklim dostu çelik ve çimento üretimine izin verebilecek gelecek için umut verici bir enerji taşıyıcısı olarak kabul ediliyor. oluşturuldu. Bununla birlikte, hidrojeni depolamak maliyetlidir: ya gazın 700 bar’a kadar basınçlı tanklarda tutulması ya da sıvılaştırılması, yani eksi 253 dereceye kadar soğutulması gerekir. santigrat. Her iki prosedür de ek enerji tüketir.
liderliğindeki bir ekip DESYAndreas Stierle, alternatif bir yöntemin temellerini attı: hidrojeni, yalnızca 1,2 nanometre çapındaki değerli metal paladyumdan yapılmış küçük nanoparçacıklarda depolamak. Paladyumun bir sünger gibi hidrojeni emebileceği bir süredir biliniyordu. Stierle, “Ancak şimdiye kadar materyalden hidrojeni çıkarmak yine bir sorun teşkil etti” diye açıklıyor. “Bu yüzden sadece bir nanometre çapında olan paladyum parçacıklarını deniyoruz.” Nanometre, milimetrenin milyonda biridir.
Küçük parçacıkların yeterince sağlam olmasını sağlamak için, nadir bulunan değerli metal iridyumdan yapılmış bir çekirdek tarafından stabilize edilirler. Buna ek olarak, bir grafen destek, son derece ince bir karbon tabakası. DESY NanoLab başkanı Stierle, “Paladyum parçacıklarını sadece iki buçuk nanometre aralıklarla grafene bağlayabiliyoruz” diyor. “Bu, düzenli, periyodik bir yapı ile sonuçlanır.” Köln ve Hamburg Üniversitelerinden araştırmacıları da içeren ekip, bulgularını American Chemical Society (ACS) dergisinde yayınladı. ACS Nano.
DESY’nin X-ışını kaynağı PETRA III, paladyum parçacıkları hidrojenle temas ettiğinde ne olduğunu gözlemlemek için kullanıldı: esasen, hidrojen nanoparçacıkların yüzeylerine yapışıyor ve içine neredeyse hiç girmiyor. Nanoparçacıklar, çikolatalara benzer şekilde resmedilebilir: merkezde bir iridyum somunu, badem ezmesi yerine bir paladyum tabakasıyla sarılmış ve dış tarafı hidrojenle çikolata kaplanmış. Depolanan hidrojeni geri kazanmak için gereken tek şey, küçük bir miktar ısının eklenmesidir; hidrojen, parçacıkların yüzeyinden hızla salınır, çünkü gaz molekülleri kümenin içinden dışarı çıkmak zorunda kalmazlar.
Stierle, “Ardından, bu yeni yöntemle hangi depolama yoğunluklarına ulaşılabileceğini öğrenmek istiyoruz” diyor. Bununla birlikte, pratik uygulamalara geçmeden önce bazı zorlukların üstesinden gelinmesi gerekmektedir. Örneğin, karbon yapılarının diğer biçimleri grafenden daha uygun bir taşıyıcı olabilir – uzmanlar küçük gözenekler içeren karbon süngerleri kullanmayı düşünüyorlar. Önemli miktarda paladyum nanoparçacık bunların içine sığmalıdır.
Referans: Dirk Franz, Ulrike Schröder, Roman Shayduk, Björn Arndt, Heshmat Noei, Vedran Vonk, Thomas Michely ve Andreas Stierle, “Grafen Destekli Pd Nanoclusters’ın Hidrojen Çözünürlüğü ve Atomik Yapısı”, 11 Ekim 2021, ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.1c01997
#Geleceğin #Yenilikçi #Enerji #Taşıyıcı