Pozoruhodné nanobonbony by mohly uskladňovat vodík  
Vodík je slibným zdrojem energie. S jeho využitím se ale pojí praktické problémy, především pokud jde o jeho skladování. Řešení by mohl být nový nanomateriál, který zahrnuje grafen posypaný nanobonbony s jádrem z iridia, hmotou z paladia a „chutným“ obalem z uskladněného vodíku. Takto uložený vodík stačí trochu zahřát a je k dispozici.
Nanobonbony na grafenu. Kredit: DESY, Andreas Stierle.
Nanobonbony na grafenu. Kredit: DESY, Andreas Stierle.

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.

 

Andreas Stierle. Kredit: DESY.
Andreas Stierle. Kredit: DESY.

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.

 

Logo. Kredit: DESY.
Logo. Kredit: DESY.

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

Deutsches Elektronen-Synchrotron 27. 12. 2021.

ACS Nano 15: 15771–15780.

Datum: 29.12.2021
Tisk článku

Související články:

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.

Odpovědět


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.

Odpovědět

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....

Odpovědět


Re: Huhlík: Kdož byť i jen v myšlénkách obcuje s graphenem, do roka a do dne se pomine, avšak Grant Svůj získá a zdárně dokončí.

Josef Hrncirik,2022-01-02 09:15:25

Odpovědět

Hmm

Petr Golich,2021-12-29 21:32:01

Použití toulenu považuji za levnější a dostupnější způsob.

Odpovědět


Re: Hmm

Josef Hrncirik,2021-12-30 09:14:37

Anton Pavlovič pouze se vší skromností chce upozornit Lazardś, že před Velkou Inflací je může ochránit pouze massivní investice do Pa a Ir.

Odpovědět


Re: Hmm. Budoucnost patří biohydroxyethanu a THC

Josef Hrncirik,2022-01-02 09:20:45

Odpovědět

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.

Odpovědět


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.

Odpovědět


Morálkou německých atomových vědců a návazně vlastně i Angely M. a Petra Pavloviče se podrobně zabývá morálně zakalený F.G. v dnešním videu dne na censurovaném FB.

Josef Hrncirik,2022-01-02 11:28:26

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku







Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace