Корейські дослідники розробили матеріал, який утримує вдвічі більше водню, аніж наявні методи. Синтезований вченими нанопористий магній боргідрид здатний зберігати кластери з п’яти молекул водню в тривимірному розташуванні, що дозволяє значно збільшити обсяги зберігання. Матеріал вміщує 144 г водню на літр об’єму, тоді як кріогенна рідина H2 забезпечує густину 70,8 г/л, а твердий водень — 86 г/л. Це відкриття може вирішити проблеми великомасштабного зберігання водню та його застосування у різних галузях.
Водень застосовується як екологічно чисте паливо в транспортних засобах, авіації та судноплавстві. Він має найвищу енергію на масу серед усіх видів палива, що дозволяє досягти більшого запасу ходу і забезпечує швидку заправку. Водень можна використовувати як паливо, спалюючи як бензин або паливні елементи для генерації електроенергії. Але зберігання водню викликає багато проблем. Для зберігання в баках потрібен величезний тиск, приблизно 700 атмосфер. У рідкому вигляді потрібно підтримувати низьку температуру, на 20 градусів вище за абсолютний нуль. Навіть при стисканні водню в рідку форму водень займає значний об’єм, що робить його енергоємним та незручним для зберігання, особливо в обмеженому просторі.
Матеріал, розроблений корейськими дослідниками, може зберігати водень із подвійною щільністю порівняно з його кріогенною рідкою формою. Це досягається внаслідок фізичної адсорбції водню у пористій структурі матеріалу. Вчені синтезували нанопористий боргідрид магнію — каркас із частково негативно зарядженими атомами водню. Високопориста структура дозволяє його внутрішній поверхні поглинати водень та азот. Дослідники виявили, що поглинання водню втричі ефективніше, ніж поглинання азоту, оскільки вони займають різні позиції всередині часу матеріалу.
Висока щільність водню в невеликих порах пояснюється його анізотропною формою молекул, що залежить від напрямку. Новий матеріал здатний зберігати кластер із п’яти молекул водню в тривимірному розташуванні, що значно збільшує його місткість.
Нанопористий боргідрид магнію зберігає 144 г водню на літр об’єму, тоді як кріогенна рідина H2 забезпечує густину 70,8 г/л, а твердий водень — 86 г/л. Дослідники кажуть, що їхні результати вирішують критичні проблеми великомасштабного зберігання водню та підвищують його економічну життєздатність.
Застосування створеного матеріалу для зберігання водню в літаках із водневими двигунами може бути обмежене. Системи рідкого H2 в авіації можуть досягати масової частки водню близько 30%, а решта 70% ваги додаються завдяки бакам і кріоохолоджуючим пристроям. Новий матеріал, згідно з дослідженням, забезпечує масову частку 21,7% — хоча він несе вдвічі більше енергії на вагу, ніж газоподібний H2 у резервуарах. Кріогенна рідка система буде легшою. Плюс важлива швидкість віддачі водню із системи зберігання, що критично важливо для авіації. Однак цей матеріал буде корисним в інших сферах, таких як автомобільні перевезення, де вага менш значуща, ніж обсяг. А обсяги спалювання в одиницю часу незрівнянно малі порівняно з авіацією. Крім того, це може бути відповідним рішенням для статичного зберігання енергії.