Компактное хранение водорода на углеродных наноструктурах

Наноуглеродные материалы рассматриваются в печати в качестве одного из возможных кандидатов для компактного хранения водорода. Одним из основных требований, предъявляемых к подобным материалам, особенно при использовании их на транспорте, является способность к хранению в малом объеме максимально большего количества водорода.

Водород по целому комплексу свойств (широкие концентрационные пределы, высокая скорость сгорания и высокая диффузионная подвижность) является идеальной добавкой к топливу для ускорения процесса сгорания воздушных углеводородных смесей. Это позволяет повысить топливную экономичность и значительно понизить содержание токсичных компонентов в отработанных газах. Оценка экологической эффективности СКАП при добавке только 1 % водорода к бензину определена в работе.

Водород в газообразном виде имеет низкую плотность, что является сдерживающим фактором широкого использования водорода на транспорте. Более приемлемым, но не достаточным, является хранение водорода на борту автомобиля в газообразном компрессированном состоянии, в сжиженном состоянии и в химически связанном состоянии в виде гидридов.

Проведенные исследования емкости водорода для нановолокон, полученных электродуговым и CVD методами, показали большой разброс данных. Вместе с тем, было показано, что используя водород для получения электроэнергии через топливные элементы, можно достигнуть расхода 0,8 кг на 100 км пути при мощности двигателя 50 квт. Кпд в этом случае может достигать 80 %, т.е. в 3 раза выше, чем при сжигании водорода в двигателях внутреннего сгорания. Одной из проблем для углеродных нанотрубок и фуллеренов является нестабильность адсорбции водорода углеродными структурами. Большей частью из-за неполного доступа водорода к поверхности нанотрубок. В результате, ёмкость таких нанотрубок не достигает одного процента.

Внедрение в наноструктуры некоторых элементов как, например, S, Co, Ni и др., позволяет повысить ёмкость по массе.

Авторы: А.И. Захаров, О.Ю. Сорокин, О.А. Милованова, В.В. Ефграфов, Е.Ю. Буйницкая; ФГУП «Цниичермет им. И.П. Бардина», Москва; ФГУП «Нииграфит», Москва; ГНУ «Всероссийский институт электрофикации сельского хозяйства», Москва

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.8 (4 votes)
Источник(и):

nanotechwestregion.ru