ذخیره سازی هیدروژن روی گرافن تقویت شده با منیزیم
به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانوی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، پیل های سوختی قدمت طولانی در صنعت خودروسازی دارند و همیشه به عنوان رقیبی برای باتری ها شناخته شده اند.
هیدروژن ماده ای فراوان در طبیعت است که می تواند برای تولید انرژی مورد استفاده قرار گیرد. محققان آزمایشگاه ملی لورنس برکلی در آمریکا موفق به برداشتن گام هائی در مسیر تولید پیل های ایمن و ارزان برداشتند.
البته در گزارش سالانه این آزمایشگاه طیف وسیعی از دستاوردها در حوزه پیل های سوختی ارائه شده که از تانک ذخیره سازی هیدروژن تا ذخیره سازی حالت جامد در میان این دستاوردها دیده می شود.
یک مشکل بزرگ هنوز در این حوزه وجود دارد: هیدروژن دارای بالاترین انرژی در واحد جرم میان تمام سوخت ها است. با این حال دانسیته دمای محیط پایین هیدروژن موجب شده تا انرژی در واحد حجم این ماده پایین باشد.
بنابراین باید روش های جدیدی برای ذخیره سازی ارائه کرد تا دانسیته انرژی هیدروژن افزایش یابد.
وزارت انرژی آمریکا قصد دارد تا سال 2020 توسعه سیستم های ذخیره سازی هیدروژن را به نقطه ای برساند که رقیبی برای باتری ها باشد.
در این پروژه محققان از فیلترهای گرافنی حاوی نانوبلور منیزیم استفاده کردند. وجود این نانوبلورها در این ساختار نقش اسفنج برای جذب هیدروژن دارد که هم موجب ایمنی بیشتر و هم افزایش عملکرد تانک می شود.
گرافن نیز نقش لایه محافظ دارد تا نانوبلورهای منیزیم را از گزند اکسیژن و رطوبت مصون دارد و وجود حفره های بسیار کوچک در سطح گرافن به مولکول های هیدروژن اجازه عبور می دهد. این سیستم می تواند مشکل زوال ساختاری هیبریدهای فلزی را در مخازن هیدروژن رفع کند.
معمولا در گرافن، نقص های ساختاری وجود دارد اما این نقص ها مشکلی در کار ذخیره سازی و فیلتر کردن ایجاد نمی کند چرا که مولکول های آب، اکسیژن و آلودگی به قدری بزرگ هستند که از این نقص ها عبور نمی کنند.
یکی از مزیت های این فیلتر گرافنی این است که مساحت سطحی بالایی داشته و در نتیجه کارایی فرآیند ذخیره سازی را افزایش می دهد.
