Väte är en mycket attraktiv, men också högexplosiv energibärare, som kräver säker, lätt och billig förvaring samt transportsystem. Forskare vid Weizmann Institute of Science, Israel, har nu utvecklat ett kemiskt lagringssystem baserat på enkla och rikliga organiska föreningar. Som rapporterats i tidningen Angewandte Chemie , det flytande vätebärarsystemet har en hög teoretisk kapacitet och använder samma katalysator för laddnings-urladdningsreaktionen.

Väte bär mycket energi, som kan omvandlas till el eller kraft, och den enda biprodukten från förbränning är vatten. Dock, eftersom väte är en gas, dess energitäthet i volym är låg. Därför, rent väte hanteras mestadels i trycksatt tillstånd eller flytande form, men ståltankarna lägger till vikt, och dess utsläpp och användning är farligt.

Förutom tankar, väte kan också maskeras och lagras i ett kemiskt reaktionssystem. Det är i princip så naturen lagrar och använder väte:I biologiska celler, finjusterade kemiska föreningar binder och frigör väte för att bygga upp de kemiska föreningar som cellerna behöver. Alla dessa biologiska processer katalyseras av enzymer.

Kraftfulla katalysatorer som förmedlar väteomvandling har också utvecklats i kemiska laboratorier. Ett exempel är ruteniumtångkatalysatorn, ett lösligt komplex av rutenium med en organisk ligand, utvecklad av David Milstein och hans kollegor. Med hjälp av denna katalysator, de undersökte förmågan hos ett reaktionssystem av enkla organiska kemikalier att lagra och frigöra väte.

"Att hitta en lämplig metod för lagring av väte är en viktig utmaning mot "väteekonomin, "" förklarade författarna till publikationen sin motivering. Bland villkoren som måste uppfyllas är säkra kemikalier, enkla lastning och lossning, och så låg volym som möjligt.

Ett sådant system, bestående av de kemiska föreningarna etylendiamin och metanol, identifierades av Milstein och hans kollegor. När de två molekylerna reagerar, rent väte frigörs. Den andra reaktionsprodukten är en förening som kallas etylenurea. Den teoretiska kapaciteten för detta "flytande organiska vätebärarsystem" (LOHC) är 6,52 viktprocent, vilket är ett mycket högt värde för en LOHC.

Forskarna startade först hydreringsreaktionen. I denna reaktion, flytande vätebärare etylendiamin och metanol bildades av etenurea och vätgas med hundraprocentig omvandling när ruteniumtångkatalysatorn användes.

Sedan undersökte de vätefrigöringsreaktionen, som är reaktionen mellan etylendiamin och metanol. Här, utbytet av väte var nära 100 procent, men reaktionen tycktes fortgå över mellanstadier och slutade med en jämvikt av produkter. Ändå, fullständig återhydrering var möjlig, vilket fick författarna att dra slutsatsen att de verkligen hade utvecklat ett helt uppladdningsbart system för vätgaslagring. Detta system gjordes av flytande organiska föreningar som är rikligt, billig, lätt att hantera, och inte särskilt farligt.

Dess fördel är föreningarnas enkla natur och höga teoretiska kapacitet. Dock, att bli mer effektiv och grönare, som upplägg i naturen, reaktionstiderna måste fortfarande vara kortare och temperaturerna lägre. För detta, även "grönare" katalysatorer bör undersökas.