(Phys.org) - För första gången, ingenjörer vid University of New South Wales har visat att väte kan släppas ut och reabsorberas från ett lovande lagringsmaterial, övervinna ett stort hinder för dess användning som en alternativ bränslekälla.
Forskare från Materials Energy Research Laboratory i nanoskala (MERLin) vid UNSW har syntetiserat nanopartiklar av en vanligen förbises kemisk förening som kallas natriumborhydrid och inneslutna dessa inuti nickelskal.
Deras unika "core-shell" nanostruktur har visat anmärkningsvärda väteförvaringsegenskaper, inklusive utsläpp av energi vid mycket lägre temperaturer än tidigare observerat.
”Ingen har någonsin försökt att syntetisera dessa partiklar i nanoskala eftersom de tyckte att det var för svårt, och gick inte att göra. Vi är de första som gör det, och visa att energi i form av väte kan lagras med natriumborhydrid vid praktiska temperaturer och tryck, ”Säger Dr Kondo-Francois Aguey-Zinsou från School of Chemical Engineering vid UNSW.
Betraktas som en framtidens bränsle, väte kan användas för att driva byggnader, bärbar elektronik och fordon - men denna applikation bygger på praktisk lagringsteknik.
Lätta föreningar som kallas borhydrider (inklusive litium- och natriumföreningar) är kända för att vara effektiva lagringsmaterial men man trodde att när energin släpptes kunde den inte reabsorberas - en kritisk begränsning. Denna upplevda "irreversibilitet" innebär att det har varit lite fokus på natriumborhydrid.
Dock, resultatet, publicerades förra veckan i tidningen ACS Nano , visar för första gången att reversibilitet verkligen är möjligt med hjälp av ett borhydridmaterial i sig och kan innebära betydande framsteg i utformningen av nya vätlagringsmaterial.
”Genom att kontrollera storleken och arkitekturen för dessa strukturer kan vi justera deras egenskaper och göra dem reversibla - det betyder att de kan släppa ut och återabsorbera väte, Säger Aguey-Zinsou, huvudförfattare på tidningen. ”Vi har nu ett sätt att utnyttja alla dessa borhydridmaterial, som är särskilt spännande att applicera på fordon på grund av deras höga väteförvaringskapacitet. ”
Forskarna observerade anmärkningsvärda förbättringar i materialets termodynamiska och kinetiska egenskaper. Detta betyder att de kemiska reaktioner som behövs för att absorbera och släppa ut väte skedde snabbare än tidigare studerade material, och vid avsevärt reducerade temperaturer - vilket möjliggör tillämpning mycket mer praktiskt.
I sin bulkform, natriumborhydrid kräver temperaturer över 550 grader Celsius bara för att frigöra väte. Även på nanoskala var förbättringarna minimala. Dock, med sin kärnskal-nanostruktur, forskarna såg den initiala energisläppningen ske vid bara 50 ° C, och signifikant frisättning vid 350 ° C.
”De nya material som kan genereras av denna spännande strategi skulle kunna ge praktiska lösningar för att uppfylla många av energimålen från det amerikanska energiministeriet, Säger Aguey-Zinsou. "Det viktigaste här är att vi har öppnat dörren."
