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
Горбатый кит. Фото: Magnific

Хвост или плавники — что общего у турбин и горбатых китов? Узнайте из квиза о технологиях, вдохновленных природой!

1 мин. чтения
Грузовое судно в море. Изображение сгенерировано нейросетью

Из земли в море: что известно о новом топливе для кораблей

3 мин. чтения
Житель города времен бронзового века показывает современному металлургу, как плавить металл в древней печи

Секреты «Страны городов»: как древние металлурги Урала приручили огонь и руду

4 мин. чтения

Крупнейший в России газохимический комплекс выпустит первую продукцию до конца лета

1 мин. чтения
Вид на Ворошиловский мост в Ростове-на-Дону. Фото: Shutterstock

От Ростова до Сахалина: названы регионы России с самым развитым рынком газомоторного топлива

1 мин. чтения

Единой картой петербуржца можно будет расплатиться на АЗС «Газпром нефти»

2 мин. чтения

Готовим машину к лету: как антифриз управляет двигателем автомобиля

1 мин. чтения
Павел Петров, студент Казанского национального исследовательского технологического университета

Регенерация асфальта: как дороги «лечат» свои трещины

2 мин. чтения

Зачем поезду юбка и птичий клюв? Квиз о быстрых и технологичных поездах

1 мин. чтения
Волжские бурлаки на фоне скоростного «метеора»

От бурлаков до «метеора»: как самая длинная река Европы стала полигоном новых технологий

4 мин. чтения