Vodík je dnes považovaný za velmi slibný zdroj energie pro energetiku dohledné budoucnosti. Mohl by pohánět automobily, lodě i letadla nebo sloužit k výrobě uhlíkově příznivé oceli a betonu, pokud bude výroba vodíku dostatečně „zelená“. Problém je se skladováním vodíku, které je drahé a komplikované. Buď je nutné ho umístit do nádob natlakovaných až na 700 barů anebo se musí zkapalnit, což znamená ochlazení na mínus 253 °C. Oba dva tyto postupy spotřebují spoustu energie.
Tým odborníků, který vedl Andreas Stierle z Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), vyvinul alternativní metodu pro uskladňování vodíku. Je založena na nanočásticích paladia. Jsou opravdu maličké, mají průměr pouhých 1,2 nanometru. Už delší dobu se ví, že paladium nasává vodík jako houba. Až doposud ale bylo problematické dostat vodík zase z paladia ven. Právě s tím pomohlo vytvoření zmíněných nanočástic.
Aby byly takto malé nanočástice paladia dostatečně pevné, Stierleho tým je stabilizoval jádrem z iridia. Výsledné nanočástice pak ještě umístili v pravidelných rozestupech na podklad z populárního 2D materiálu grafenu. Podařilo se jim to tak, že jednotlivé nanočástice dělí jen 2,5 nanometru.
Badatelé poté využili zdroj rentgenového záření PETRA III v DESY, aby pozorovali, co se děje, když se s jejich nanočásticemi setká plynný vodík. Ukázalo se, že vodík nanočástice obalí, ale prakticky nepronikne dovnitř. Vznikly nanobonbony (německy kouzelně „Nano-Pralinen“), které mají uvnitř iridium, obalené paladiem, které ještě obklopuje „lahodná“ vrstva vodíku. Takto uložený vodík je přitom snadné uvolnit, protože se nedostal „dovnitř“ paladia. Stačí nanobonbony trochu zahřát.
Jak říká Stierle, na svých nanobonbonech dál pracují. Teď zjišťují, jaké množství vodíku lze tímto způsobem uskladnit a dále ladí složení nanobonbonů i formu použitého podkladu. Namísto grafenu by možná bylo lepší použít například uhlíkové houby, tedy materiál s mnoha póry. Do takového materiálu by se mohlo vejít mnoho nanobonbonů.
Literatura
Věčný zdroj čistého vodíku: odpadní voda s exkrementy
Autor: Stanislav Mihulka (16.09.2020)
Mikroreaktory v podobě živých kapiček vyrábějí vodík pro energetiku
Autor: Stanislav Mihulka (28.11.2020)
Malé modulární reaktory slibují ekonomickou produkci vodíku
Autor: Stanislav Mihulka (16.12.2020)
Kanada vybuduje výkonnou hydroelektrárnu na výrobu vodíku
Autor: Stanislav Mihulka (24.01.2021)
Diskuze:
Hmotnost?
Jiří Kocurek,2022-01-01 23:05:53
Chybí jedna podstatná informace a to kolik kg materiálu je potřeba k uskladnění 1 kg vodíku.
Re: Hmotnost inwestice?
Josef Hrncirik,2022-01-02 09:10:08
Dá se najít, že Pd rozpouští H2 max. do stechiometrie PdH0,6 tj. na kg H2 postačuje cca 179 kg Pd, nejlépe v tanku Leopard.
Zahřátím Pd0,6H na 300°C se H2 tlačí ven z hydridu tlakem 1 MPa.
Desorpční teplo je malé, jen cca 12 kJ/ mol H2; tj. 6 MJ/kg H2 = 1,7 kWh/kg H2.
Kolik H2 však zůstane ještě při 1 atm. v PdHx i při 300°C musíte vybojovat v lítém boji Leopardů.
Možné i nemožné kovové hydridy byly kvůli akumulaci vodíku důkladně studovány. Obecně mají příliš malou kapacitu, špatnou vratnost sorpce-desorpce a pomalou kinetiku, degradaci částic a s vyjímkou Pd i příliš velké sorpční teplo. Neuplatní se ani NiHx běžně používaný v NiMH aku.
Huhlík
Petr Nejedlý,2021-12-31 20:13:06
No když už tam beztak mají ten zlořečený huhlík ve formě grafenu, nemohli by soudruzi z NDR paladium a iridium vynechat a milý vodík trapně uskladnit ve formě CH4?
Stlačitelná je docela dost....
Hmm
Petr Golich,2021-12-29 21:32:01
Použití toulenu považuji za levnější a dostupnější způsob.
A není to málo, Antone Pavloviči?
Jan Novák9,2021-12-29 18:11:25
Při ceně paládia 1,5 mega/kg a iridia 2x tolik mi přijde ekonomičtější uskladnění vodíku jakýmkoliv jiným způsobem. Včetně syntetických paliv. Nehledě na to že obou kovů je nedostatek už teď, proto vysoká cena.
Re: A není to málo, Antone Pavloviči?
Josef Hrncirik,2021-12-29 18:57:36
Jak vidno zříti z obr.1, Anton Pavlovič vyfasoval cca 50 oz Pd a 2 oz Ir a má čárku.
Pro další čárku vytasuje 1 oz Pd a 100 oz Ir a připraví si mnohem chutnější a těžší inverzní pralinky.
Od synchrotronu ho už nikdo vyhnat nedokáže.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
