Учёные предложили графан для транспортировки водорода

Учёные предложили графан для транспортировки водорода

Физики из Троицка изучили материал, способный адсорбировать водород в значительных количествах, намного превышающих критерии Министерства энергетики США. В перспективе открытие может быть полезно для более выгодной транспортировки водорода, который становится всё более популярен в качестве альтернативного топлива.

Водород многие называют топливом будущего. Он энергетически эффективен и при сгорании выделяет воду, а не вредный для экологии планеты углекислый газ. Космическая система «Шаттл» уже использует водород как топливо для блоков разгона. Применяется водород и для запуска ракеты-носителя «Энергия», предназначенной для доставки на орбиту сверхтяжёлых грузов. Компания Boeing построила и успешно испытала первый в мире пилотируемый самолёт на водородных топливных элементах. C 2001 года развитые страны принимают крупные государственные программы в области водородной энергетики. Кроме того, многие отрасли промышленности используют водород для очистки нефти и для синтеза аммиака и метанола.

Транспортируется водород в баллонах в газообразной или жидкой форме, что невыгодно для широкого коммерческого использования. Поэтому учёные ищут новые материалы, способные эффективно аккумулировать водород. Изначально внимание физиков привлекли углеродные наноструктуры – фуллерены, графен, нанотрубки. Их преимущество – в малом весе и большой удельной площади поверхности. Однако вскоре выяснилось, что водород слишком слабо взаимодействует c углеродной поверхностью. Это не позволяет применять в водородной энергетике чисто углеродные наноструктуры.

Был предложен выход – использовать структуры с адсорбированными на них атомами металлов. Они играют роль сорбента для молекул водорода, а углеродные наноматериалы служат для них основой. Таким образом, уменьшение в размере материала основы увеличит плотность адсорбции водорода. Следует также заметить, что ограничивающим фактором в выборе основы является не только малый вес, но и запрет на кластеризацию атомов металла. Например, они легко слипаются на углеродной поверхности, что значительно снижает эффективность поглощения.

Научные сотрудники московского ФГБНУ «Технологический институт сверхтвёрдых и новых углеродных материалов» (ТИСНУМ) рассмотрели в качестве возможного сорбента для водорода двумерный материал графан с присоединёнными атомами щелочных металлов.

Графан был впервые синтезирован путём гидрирования графена – особой формы углерода, представляющей собой лист толщиной в один атом. За открытие графена Андрей Гейм и Константин Новосёлов в 2010 году получили Нобелевскую премию. Структура графана – это лист графена с адсорбированными атомами водорода на каждом атоме углерода. При этом свойства графана и графена значительно отличаются друг от друга из-за разного типа связи между атомами углерода.

Источник: wordscience.org

Похожие новости:
Немцы разработали сверхпроводник, работающий при –70°С
Сверхпроводимость впервые была замечена в металлах, охлажденных до температуры, близкой к абсолютному нулю. Далее стараниями учёных, перебиравших почти все подряд элементы таблицы Менделеева, были найдены такие сверхпроводники, которые работали в жидком азоте (это всё ещё слишком низкая ..
2015-08-24 5708 0 Научные открытия
3
Получен «святой Грааль физики»
Ученые из Гарвардского университета (США) впервые, по их словам, могли наблюдать фазовый переход Вигнера-Хантингтона, свидетельствующий об образовании металлического водорода. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Science, кратко о нем сообщает EurekAlert!«Это святой Грааль физики высоких давлений, — сказал соавтор ..
2017-01-29 8808 0 Научные открытия
0
Физики впервые увидели танцы электронов в молекуле
Впервые учёным удалось сфотографировать "танцы электронов" внутри молекулы. Разглядеть "объекты" на микроуровне исследователям помогла комбинация нескольких методов съёмки, пишет BBC News. Революционный прорыв совершили специалисты швейцарского исследовательского подразделения IBM (IBM Research Zurich), которые ранее ..
2012-02-27 3228 0 Научные открытия
0
Число Пи нашли в квантовой механике
Физик Карл Хаген и математик Тамар Фридман из Рочестерского университета в штате Нью-Йорк вывели формулу для числа Пи из квантовой механики. Результаты своих исследований авторы опубликовали в Journal of Mathematical Physics. В своей работе ученые использовали вариационный принцип для определения ..
2015-11-12 2523 0 Научные открытия
3
Физики получили фазу-предшественник металлического водорода
Физики из Университета Эдинбурга получили новую фазу сверхвысокого давления для водорода — «фазу-V». По словам ученых, в ней наблюдается ослабление связи водород-водород и, возможно, она является переходным состоянием к фазе металлического водорода. Наблюдается переход при давлении 3,25 миллиона атмосфер — такие ..
2016-01-10 1571 0 Научные открытия
1
Ученые впервые получили металлический водород
Ученым из Германии и США удалось сжать до состояния металла жидкий дейтерий (изотоп водорода). Это новый шаг на пути к созданию твердого металлического водорода, сообщается в журналеScience. В 1935 году Хиллард Хантингтон и Юджин Вигнер выдвинули теорию, по которой для получения металлического водорода ..
2015-07-01 7348 0 Научные открытия
1
Стивен Хокинг предложил новое описание черных дыр
Физики-теоретики Стивен Хокинг, Малкольм Перри и Эндрю Строминжер предложили расширить классическое описание черных дыр. Препринт статьи имеется в распоряжении редакции «Ленты.ру».В рамках формализма Арновитта-Дезера-Мизнера, популярного при попытках квантового рассмотрения пространства-времени вблизи черных дыр, ..
2016-12-01 3632 0 Научные открытия
0
Специалисты CERN впервые записали спектр антиводорода
Знаковый эксперимент по изучению антиматерии провели физики, работающие в коллаборации ALPHA на Большом адронном коллайдере (БАК). Учёные впервые в мире научились определять свойства антивещества, изучать структуру атомов антиводорода. Напомним, что в мае 2011 года специалисты рапортовали о рекордном удержании ..
2012-03-12 2414 0 Научные открытия
0
Ученые: стволовые клетки способны вызывать инфаркт
По данным Medical News Today,американские учёные обнаружили совершенно иной тип стволовых клеток, которые поражают сосуды, что приводит к инфарктам и инсультам, сообщает «WordScience.org». Исследование было проведено под чутким присмотром Суна Ли группой квалифицированных специалистов из университета Калифорнии в городи Беркли. ..
2012-06-12 2234 0 Научные открытия
0
Физики сфотографировали атом водорода
Группа ученых из Германии, Греции, Нидерландов, США и Франции получила снимки атома водорода. На этих изображениях, полученных при помощи фотоионизационного микроскопа, видно распределение электронной плотности, которое полностью совпадает с результатами теоретических расчетов. Работа международной группы представлена ..
2013-05-27 2478 1 Научные открытия
0
Физики вновь озадачены результатами измерений протона
Очередные попытки измерить размер протона поставили ученых в тупик. Результаты вновь оказались отличными от предыдущих, полученных при использовании других методов, и причины этих различий ученые найти не могут. В этот раз физики измерили размер протона при помощи метода ..
2014-01-15 2728 3 Научные открытия
3
Физики предложили новую схему притягивающего луча
Физики предложили новую, более совершенную по сравнению с предыдущими схему притягивающего луча - так в фантастике называют луч, который притягивает объект к источнику излучения (например, такого рода лучи были у Звезды Смерти в "Звездных войнах"). Статья ученых появилась в Physical ..
2012-10-24 1748 0 Научные открытия
0
Создана первая синтетическая дрожжевая хромосома
Генетики из Нью-Йорка сообщили о завершении своего нового проекта. Им удалось воссоздать и реконструировать синтетическую хромосому для дрожжей вида Saccharomyces cerevisiae. Данный организм является эукариотом и имеет более сложный геном, в отличие от предыдущих экспериментов, но данная хромосома лишена нескольких ..
2014-04-01 1451 0 Научные открытия
0
Физики рассчитали последствия столкновения Земли с черной дырой
Ученые рассчитали последствия столкновения Земли с первичной черной дырой. Статья ученых принята к публикации в The Astrophysical Journal, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Первичные черные дыры образовались сразу после Большого взрыва. Это объекты относительно небольшой (по космическим меркам) ..
2012-03-26 3424 0 Научные открытия
0
Создана модель для изучения водорода на Юпитере
Некоторые эксперименты действительно трудно выполнить на практике. Чтобы получить детальное представление о поведении молекулярного водорода (H2), например, мы должны были бы производить такие высокие давления, как те, которые происходят в ядре газовых планет, таких как Юпитер и Сатурн или внутри ..
2014-03-27 1436 0 Научные открытия
0