Вперше отримано та вивчено новий клас гетерометаллических сполук для зберігання водню

Дослідники з японського Інститут фізико-хімічних досліджень RIKEN вперше отримали і вивчили новий клас гетерометаллических сполук, унікальні властивості яких можуть виявитися важливими для прориву в розробці зручних технологій паливних комірок.

Нові кластерні структури являють собою раніше невідомі комбінації рідкісноземельних і перехідних металів, які ідеально підходять для компактного зберігання водню.


Рис. 1. Оборотне приєднання і вивільнення водню
з полигидридных гетерометаллических кластерів (зверху).
Зміна структури гидридного кластера при цьому нагадує
рух пантографа-струмоприймача трамвая або електропоїзди
(знизу). (Малюнок з Nature Chemistry, 2011; DOI: 10.1038/NCHEM.1147).

Найбільш поширений у Всесвіті елемент – водень – розглядається як джерело чистої поновлюваної енергії, єдиним супутнім продуктом при виділенні якої є вода, що дозволяє уникнути багатьох небезпек для навколишнього середовища, пов’язаних з існуючими основними методами отримання енергії.

Однак переходу до водневої енергетики істотно перешкоджають проблеми, пов’язані із зберіганням і транспортуванням водню.

Одним з методів вирішення проблеми зберігання і транспортування водню є використання для зберігання водню гідридів металів. У відповідності з цим підходом при утворенні гідриду металу утворюється міцне з’єднання, природно займає значно менший обсяг, ніж еквівалентна кількість газоподібного водню, а також, найчастіше відрізняється меншою небезпекою, ніж сам водень. Вилучення водню з гідриду може проводитися за рахунок збільшення температури або в результаті якогось іншого впливу.

До складу нових гетерометаллических кластерів, отриманих вченими з RIKEN, входять рідкоземельні метали і d-метали, при цьому отримані системи зберігають в собі позитивні якості обох типів металів. На відміну гідридів багатьох інших металів гідриди рідкоземельних елементів можна вивчати методом рентгеноструктурного аналізу, що полегшує роботи з розробки моделей і систем-прототипів для зберігання водню.

Однак, на жаль, гідриди рідкоземельних елементів не здатні до оборотного поглинання і випущення водню, в нових системах такий процес став можливим завдяки введенню в їх склад таких перехідних металів як вольфрам і молібден.

Хоча гетерометалічних гідриди, що містять рідкісноземельні та перехідні метали, вивчалися і раніше, основною метою дослідників з RIKEN були гідриди, що містять кілька атомів рідкісноземельного елемента із складом Ln4MHn (Ln – рідкоземельний метал-лантаноид, наприклад, ітрій, M – молібден і вольфрам або H – водень).

Дослідження цих систем показало, що ці комплекси відрізняються унікальною реакційною здатністю в оборотному поглинання водню, їх властивості можуть виявитися дуже корисними для розробки майбутніх гидридних систем зберігання і транспортування водню.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *