В Тюмени нашли способ хранить больше газа в баке автомобиля при меньшем давлении
Ученые Тюменского государственного университета получили новый вид пористого материала для хранения природного газа в адсорбированном виде. Такое хранение позволяет снизить давление внутри емкости, увеличив при этом количество газа в том же объеме.
Для уменьшения давления газа его закачивают в емкость с пористым наполнителем (сорбентом), по порам которого газ распределяется, как жители «муравейника» по своим квартирам-норкам, и взаимодействие между молекулами снижается. От числа и интенсивности столкновений молекул газа друг с другом и со стенками емкости, где он находится, зависит давление внутри этой емкости. Чем меньше столкновений, тем ниже давление.
Одна пора материала-сорбента диаметром до 1,2 нанометра «впитывает» в себя три-четыре молекулы газа, например метана, используемого как топливо для автомобилей и закачиваемого в бак в сжатом виде.
Для адсорбции метана хорошо подходит порошкообразный активированный уголь. Если наполнить им емкость, то теоретически в ней можно хранить в два раза больше газа, чем без наполнителя. На практике этому мешает низкая плотность порошка: в пространстве между гранулами сорбента теряется до половины полезного объема.
Повысить эффективность нанопористых углеродных материалов можно, «утрамбовав» порошок сильнее — увеличив его плотность. Для этого ученые из Тюмени разработали технологию компактирования сорбента в монолитные блоки, формируемые под конкретный тип емкости — бак, баллон, цистерну. В ходе исследования изготовили порошкообразный нанопористый углеродный материал, из него прессованием получили монолитный сорбент, который может быть использован в качестве наполнителя для систем хранения газа.
Технология с уменьшением внутреннего давления за счет адсорбции газа позволяет заправлять в емкость с наполнителем в два-три раза больше газа, чем без наполнителя, что снижает энергозатраты на заправку и хранение топлива. В перспективе созданная технология предполагает производство более простого и дешевого оборудования для газомоторного транспорта.