Хранитель водорода

Наука и технологии
«Эксперт» №32 (526) 4 сентября 2006
Хранитель водорода

Южнокорейские физики из Сеульского Национального университета (СНУ) в ходе серии компьютерных симуляций разработали новый полимерный материал, способный удерживать большие объемы водорода.

Перепробовав разнообразные комбинации атомов металлов (титан, скандий, ванадий) и полимеров (в числе прочих - полиацетилен, полипиррол и полианилин), профессор Чжисун Им и его коллеги обнаружили, что лучшим «хранителем водорода» является полиацетилен, в молекулярную цепочку которого инкорпорированы атомы титана.

Разработка дешевого материала для удержания значительного количества водорода - важнейшая практическая задача, решение которой необходимо при создании водородных топливных элементов.

Принцип работы топливных элементов (электрохимический процесс генерации энергии) в целом схож со схемой работы обычных гальванических элементов, (батареек). Но в качестве рабочих веществ (реагентов) в топливных элементах используются различные газы и, прежде всего, водород и кислород. В процессе окисления водорода кислородом на поверхности специальной полимерной мембраны, покрытой тонким слоем платинового катализатора, генерируется электрический ток.

До сих пор основное внимание исследователей, работающих над созданием эффективных «водородоемких сред», было сконцентрировано на поиске различных наноструктурированных материалов (углеродных нанотрубок и т.п.). Однако их общий недостаток заключался в том, что нужный результат они обеспечивали лишь при очень низких температурах или под высоким давлением. Корейские ученые показали, что полимеры, декорированные металлическими атомами, способны хранить большие объемы водорода при нормальных условиях.

Новый полимер с титановыми добавками сможет удерживать до 63 кг водорода на кубический метр (к каждому атому титана прикреплено до пяти молекул водорода). Эта оценочная величина почти в полтора раза выше расчетной (45 кг/м3), недавно выведенной министерством энергетики США в качестве реалистического ориентира на 2010 год. По словам профессора Има, в настоящее время он и его коллеги активно сотрудничают с другими учеными и технологами над созданием первых образцов титановых полимеров.