Харьковские исследователи создали материал, который может кардинально изменить подход к созданию водородных автомобилей. Благодаря ему, такие транспортные средства лишатся огромных и тяжелых баков для водорода.
Ученые работают над новыми формами углерода. На сегодня известны разные формы углерода – алмаз, карбон, фуллерены и т.д. Но ученые Нина Крайнюкова из Физико-технического института низких температур НАН Украины и Евгений Зубарев из Физико-технического факультета ХПИ работают над новым материалом из углерода – «сотами», сообщает американский журнал Physical Review Letters.
В них можно хранить водород, необходимый для питания водородных автомобилей. Сейчас водород в таких транспортных средствах хранится в огромных и тяжелых баках, которые занимают много места и их неудобно заправлять. Украинские соты построены из углеродных листов, известных как графен. Они имеют объемную структуру (см. рисунок).
Хранение и транспортировка водорода остается основным препятствием для его использования в качестве возобновляемого источника топлива. Поэтому Министерство энергетики США призывает ученых разработать к 2020 году более эффективную систему его хранения. На данный момент, резервуары для хранения при очень высоком давлении (газообразный водород), или очень низкой температуре (для жидкого водорода) являются лучшим коммерческим вариантом, но они требуют огромного количества энергии. Поэтому многие исследователи в настоящее время сосредоточены на разработке пористых материалов, которые могут хранить и выдавать газообразный водород, потребляя гораздо меньше энергии. В теории, известные углеродные нанотрубки и другие наноструктуры с большими площадями поверхности, являются хорошими кандидатами для этого. Но на практике, доступ к пространству для хранения газа в этих структурах часто блокируется.
Для того, чтобы разработать более эффективные для хранения водорода, Нина Крайнюкова и Евгений Зубарев создали метод «дугового разряда», где фрагменты углерода летают между парой заряженных угольных электродов, образуя наноструктуры. Но вместо двух электродов команда нагревает единственный угольный стержень, используя электрический ток. После последнего теста, Крайнюкова и Зубарев утверждают, что их углеродная пленка отличается от любой другой известной структуры. То есть это новый материал.
Борис Якобсон из Университета Райс в Хьюстоне, который также работает над подобной технологией, говорит, что эта работа является огромным открытием. Если эта информация подтвердится, сотовая структура будет «замечательным дополнением» к текущему набору углеродных наноструктур. С ним согласился Клавс Хансен из Университета Гетеборга в Швеции. Понятно, что для доведения данного открытия до промышленных образцов понадобится время, но ввиду заинтересованности властей США, Европы и Японии в таких материалах, финансирование данных разработок будет обеспечено. Таким образом, благодаря украинским ученым мы сможем вскоре ездить на водородных автомобилях. Правда, вряд ли они будут украинского производства.