Droga do bezpiecznego przechowywania wodoru w pojazdach
Aby poprawić bezpieczeństwo i zmniejszyć koszty, podjęto próby wykorzystania do magazynowania wodoru w pojazdach zbiorników wysokociśnieniowych i kriogenicznych, odwracalnych adsorbentów i wodorku metalu. Te środki okazały się nieskuteczne. Finansowany ze środków UE projekt "Computational study of hydrogen storage in metal-doped materials" (COMHMAT) dotyczył rozwoju alternatywnych techniki dla efektywnego kosztowo przechowywania wodoru z zastosowaniem sorpcji wodoru. Sorpcja wodoru obejmuje wykorzystanie sorbentu z domieszką metali przejściowych do wiązania wodoru w postaci atomowej na drodze katalitycznej z zastosowaniem nanocząsteczek metali. Uczestnicy projektu ściśle współpracowali z grupami prowadzącymi doświadczenia, dążąc do uzyskania nowych materiałów do magazynowania wodoru. W tym celu wykorzystywano materiały istniejące i zaprojektowane zgodnie z modelem. Obejmowały one grafen z domieszką metalu oraz funkcjonalizowane materiały grafitowe, tlenki grafitu, sieci-metaloorganiczne, utlenione pianki węgla, dwuacetylografin i zdefektowane materiały grafitowe z substytucyjnymi pojedynczymi adatomami metali. Dwuacetylografiny są alotropami węglowymi 2D grafenu o strukturze plastra miodu. Adatomy są adsorbowanymi atomami znajdującymi się na powierzchni kryształu. Członkowie konsorcjum byli specjalistami w dziedzinie kwantowych symulacji chemicznych, dzięki czemu mieli dobre podstawy do przeprowadzania eksperymentów z krzemem. Udało się również zidentyfikować funkcjonalne materiały sorpcyjne wodoru o zwiększonej zdolności do przechowywania wodoru. Owocem działań w ramach projektu było osiem publikacji w najbardziej prestiżowych czasopismach naukowych. Obiecujące wyniki stworzyły podstawy dla dalszych eksperymentów i badań teoretycznych na całym świecie. Sukces projektu może ułatwić wprowadzenie na rynek bezpiecznych i bezemisyjnych systemów transportu opartych na wodorze.
Słowa kluczowe
Magazynowanie wodoru, pojazdy, ogniwa paliwowe, z domieszką metalu, sorpcja wodoru, grafen, system transportu
