Экологично и доступно: российские учёные нашли способ безопасной транспортировки водорода

Учёные из ИФТТ РАН разработали новый способ безопасного хранения и транспортировки водорода. Водород представляет большой интерес для зелёной энергетики, но его сложно перевозить и хранить: вещество очень взрывоопасно и разрушает стенки резервуаров. Авторы исследования закачали водород в наносферы из кварцевого стекла. По размеру каждая из них не превышает частицу вируса. Оказалось, что в таком виде водород может долго и компактно храниться. По словам исследователей, метод подойдёт и для термоядерного топлива — изотопов водорода дейтерия и трития.
Российские учёные из Института физики твёрдого тела имени Ю.А. Осипьяна (ИФТТ) РАН разработали новый способ хранения водорода. Они синтезировали полые наносферы из кварцевого стекла (диоксида кремния), которые могут применяться для хранения и перевозки водорода, а также термоядерного топлива — дейтерия и трития. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда (РНФ). Результаты исследования, проведённого при поддержке РНФ, опубликованы в научном журнале Fuel.
Напомним, водород — это экологически чистое топливо, при сгорании которого не выделяется токсичных продуктов или парниковых газов. Но водород трудно хранить и перевозить, поскольку он очень легко улетучивается, весьма взрывоопасен, а при хранении в сжиженном виде быстро разрушает стенки резервуаров.
Авторы работы утверждают, что разработанные ими наносферы, диаметр каждой из которых не превышает 289 нм, что сравнимо с размером вирусной частицы, могут решить эту проблему.
В рамках исследования учёные под высоким давлением и при температуре 140 °С закачали водород в кварцевые сферы, толщина которых не более 25 нм.
Согласно измерениям, соотношение объёма закачанного водорода и количества диоксида кремния составило 0,94. При этом часть вещества оказалась внутри оболочек, тогда как часть молекул водорода осталась на внутренней поверхности сфер. Это самый большой объём водорода, который когда-либо удавалось разместить в «упаковках» из различных силикатов, пояснили учёные. Причём плотность такого газа в 52 раза выше, чем при нормальных условиях и обычном атмосферном давлении.
Затем исследователи проверили, насколько хорошо наносферы удерживают водород при хранении в жидком азоте в условиях нормального давления. За три дня улетучилось 14% водорода, и на этом процесс остановился.
Таким образом, инновационный метод с применением наносфер из диоксида кремния позволяет обеспечить компактное хранение водорода, а также его длительное хранение и транспортировку.
«Разработанные нами сферы могут быть хорошим способом решения этой задачи, поскольку в них можно поместить большое количество водорода. Также важно отметить, что диоксид кремния — экологичный и доступный материал», — пояснил RT ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией физики высоких давлений Института физики твёрдого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН Вадим Ефимченко.