Пористая форма боргидрида магния — перспективный материал для хранения водорода

Источник: physorg.com

Водород — весьма перспективное топливо. В настоящее время уже разработано большое количество достаточно эффективных способов его получения. Но главным тормозом на пути развития данной отрасли является отсутствие материалов, пригодных для эффективного хранения газа. В идеале, такие вещества должны хранить водород безопасно, в небольших объемах, отдавать его по первому требованию и быть готовыми принять его снова. И еще — такие вещества должны быть, по мере возможности, не слишком дорогими. В настоящее время существует два направления разработки материалов, сохраняющих водород. Первое — использование веществ, где водород находится в химически связанном состоянии. Второй метод — адсорбция молекул газа в нанопористых метало-органических материалах.

Команда ученых, возглавляемых Ярославом Филинчуком (Католический Университет де Лувьен, Бельгия) и Торбеном Р. Дженсеном (Университет Орхуса, Дания) представила материал, сочетающий оба метода хранения водорода. Это высокопористая форма боргидрида магния. Боргидрид магния (Mg(BH₄)₂) может содержать до 15% водорода по весу и освобождать его при относительно низких температурах. Известны две формы этого вещества — α и β. Исследователи же создали новую, третью форму боргидрида магния, и назвали ее γ-формой. В этом состоянии 33% структуры вещества составляют поры, которые достаточно широки для удержания и хранения небольших молекул различных газов — азота, дихлорметана, а главное — водорода. Что особенно интересно, при высоком давлении γ-форма преобразуется в четвертую — δ-форму.

Получается непористый каркас — хранилище, плотность которого на 80% выше, чем у γ формы. Это вещество является вторым по плотности среди всех соединений, содержащих водород. По сравнению с жидким водородом плотность δ-формы выше в два раза. Кроме того, переход в δ-форму позволяет сократить объем материала на 44% — это самое экстремальное уменьшения объема для гидридов, которое когда-либо наблюдалось. Ярослав Филинчук отмечает, что сочетание химического (за счет ковалентной связи) и физического (за счет адсорбции в порах) хранения водорода в боргидриде магния может вызвать определенные трудности при практическом использовании. Но проведенное исследование имеет большое значение — фактически, разрабатывается новый класс пористых твердых тел для хранения и разделения различных газов.