Top.Mail.Ru
Новости

В России создали рекордно вместительную «упаковку» для безопасного хранения водорода

14 февраля 2025

Ученые Института физики твердого тела имени Осипьяна РАН предложили хранить водород в стеклянных наносферах из диоксида кремния (SiO2) — соединения, которое встречается практически во всех горных породах Земли.

Изображение сгенерировано нейросетью

Специалисты синтезировали наносферы из кварцевого стекла — доступного экологичного материала. Для получения частиц использовали шарообразный синтетический шаблон из органического стекла. На нем с помощью химической реакции между очень слабым раствором аммиака и содержащим кремний органическим соединением — винилтриметоксисиланом, — а также с помощью нагрева до нескольких сотен градусов сформировали оболочки из диоксида кремния. Получились сферы с толщиной стенки 25 нанометров и диаметром 289 нанометров —
примерно такого же размера многие вирусы.

Транспортировка и хранение водорода требуют повышенных мер безопасности. При этом газ занимает много места, и максимально компактной «упаковки» для его хранения пока нет. Идеальный материал для него должен состоять из доступных соединений, вмещать большое количество водорода, быстро поглощать и выделять его.

Полученные наносферы «накачали» водородом при давлении в 75 тысяч раз выше атмосферного и температуре 140 градусов. Соотношение «упакованного» водорода к диоксиду кремния составило 0,94 — это рекордное на сегодня содержание водорода в кварцевом стекле. Количество стекла и газа оказалось практически равным, при этом треть газа сосредоточилась в полостях сфер, а остальная часть — в оболочках.

Анализ показал, что при атмосферном давлении и температуре не выше минус 193 градусов водород пребывает в полостях в газообразном состоянии, а в оболочках — в твердом. Плотность газа при таких условиях повышается в 52 раза. Наносферы хорошо удерживают водород и в жидком азоте при температуре минус 196 градусов. После «купания» наносфер в жидком азоте содержание водорода в них при атмосферном давлении уменьшилось на 14% за три дня, а затем оставалось неизменным.

Ученые надеются, что синтезированные ими наносферы могут стать хорошим решением для хранения и транспортировки водородного топлива. Исследователи также считают, что их разработка может подойти и для изотопов водорода дейтерия и трития — основных компонентов топлива для управляемого термоядерного синтеза.

10
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
1
0
Читать также
Исследователи Горного университета

Жидкий «глушитель» для скважин разработали в Горном университете

2 мин. чтения
Нефтеперерабатывающий завод

«Вихревой миксер» для пара и жидкости упростит процессы переработки нефти и газа

1 мин. чтения
Молодые ученые ставят эксперименты в лаборатории Томского политехнического университета

Вуз-лаборатория: что исследуют в Томском политехе

4 мин. чтения

Ловушка для света: химики из Петербурга упростили процесс создания микрокапсул для катализаторов будущего

1 мин. чтения
Заезд на трассе Игора Драйв

Испытание скоростью: как автоспорт тестирует альтернативное топливо

4 мин. чтения

«Музыка» для глубин: низкие частоты помогли очистить скважины без химии и простоев

2 мин. чтения
Петр Соболевский показывает жителям Санкт-Петербурга первый газовый фонарь

Как газ превратился в свет

4 мин. чтения
Анализ породы в лаборатории

«Скважины данных»: отработанные материалы бурения превратили в источник информации о редких металлах

1 мин. чтения
Инженер-исследователь находит решение нерешаемой задачи с помощью термоса и термометра

Коварное уравнение Гиббса: как один инженер подошел к нерешаемой задаче с термосом и идеей

5 мин. чтения
Девушка-технолог экспериментирует с ингредиентами для топлива в лаборатории

От идеи к энергии: как молодые ученые из Томска создали новые составы топлива

4 мин. чтения