Подвижные ионы лития помогут в хранении водорода

Ученые из Национального института стандартов и технологий США совместно с сотрудниками Университета Мэриленда определили атомную структуру материала, который позволяет запасать и отдавать большое количество водорода при низких температурах. Полученные данные позволили ученым объяснить необычные свойства материала. Пресс-релиз размещен на сайте института.

Водород считается перспективной заменой углеродному топливу. Основной проблемой, затрудняющей повсеместное внедрение водородных двигателей, является необходимость разработки материала, который позволит надежно хранить водород и в то же время легко отдавать его при работе двигателя. В настоящее время химики разработали материалы, обладающие большой "водородной емкостью", однако для "освобождения" водорода необходимо нагревать их до достаточно высоких температур.

Некоторые материалы позволяют освобождать водород при более низких температурах. Один из таких перспективных материалов содержит амид лития и гидриды металлов. Амид лития сам по себе способен запасать большое количество водорода, однако его освобождение происходит только при сильном нагреве. Кроме того, при реакции выделяется токсичный побочный продукт - аммиак. Гидриды металлов также запасают водород, хотя их "емкость" несколько меньше, чем у амида лития.

Ученые решили выяснить, чем объясняются такие свойства материала. Они исследовали его структуру с помощью нейтронного анализа. Выяснилось, что на молекулярном уровне материал представляет собой слои кальция, между которыми свободно перемещаются ионы лития. Именно подвижность литиевых ионов позволяет материалу отдавать водород при низких температурах и она же ответственна за сокращение количества выделяемого аммиака.

По словам исследователей, обнаруженный ими принцип может помочь в разработке новых материалов для хранения водорода.