Neue Art der Speicherung von Wasserstoff für Fahrzeuge entdeckt!

Wasserstoff könnte künftig dazu beitragen, fossile Brennstoffe für den Transport zu ersetzen, doch müssen Forscher eine Möglichkeit entwickeln, große Mengen des leicht entzündlichen, geruchlosen unsichtbaren Gases wirtschaftlich und sicher zu speichern und freizusetzen. Es gibt Materialien, die bei normalen Drücken relativ große Mengen an Wasserstoff einfangen können, aber inzwischen erfordern sie alle eine Erhitzung bei hoher Temperatur, um den in ihnen enthaltenen Wasserstoff freizusetzen.

Hui Wu, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter der Universität von Maryland, der in einem kooperativen Forschungsprogramm am NIST-Zentrum für Neutronenforschung arbeitet, hat eine neue Wasserstoffspeicherverbindung untersucht, die Lithiumamid mit leichten Metallhydriden mischt. Lithiumamid kann mehr als 10 Gew .-% Wasserstoff enthalten, was weit über dem vom US-Energieministerium als Ziel für ein Wasserstoffspeichermaterial für das Jahr 2010 festgelegten Ziel von 6% liegt. Das Material absorbiert und gibt Wasserstoff reversibel ab, aber sowohl das Absorbieren als auch das Freisetzen des Wasserstoffs erfordert hohe Temperaturen und erzeugt auch ein toxisches Nebenprodukt, Ammoniak.

Metallhydride speichern ebenfalls Wasserstoff, wenn auch nicht so gut, aber es wurde kürzlich gezeigt, dass eine Kombination der beiden (Lithiumamid mit leichten Metallhydriden) nicht nur große Mengen an Wasserstoff speichern kann, sondern sie auch bei niedrigeren Temperaturen freisetzen kann das Lithiumamid allein (etwa 100 Grad Celsius). Mehr als das, erzeugen sie viel weniger Ammoniak.

Um zu verstehen, wie der Prozess funktioniert, nutzte Wu die Neutronenanalyse, um die atomare Struktur des Materials herauszufinden, das aus Kalziumschichten besteht, zwischen denen sich Lithiumionen sehr schnell bewegen. Der leichte Weg erlaubt dem Material, den Wasserstoff bei niedrigeren Temperaturen zu übertragen. Auch die Wasserstoffionen aus der Amid- und Hydridmischung vereinigen sich ziemlich leicht und setzen den enthaltenen Wasserstoff bei niedrigeren Temperaturen frei, ohne sehr viel Ammoniak zu erzeugen.

Wu erklärt: "Ich fand heraus, dass die Mobilität kleiner Ionen im gemischten Amid-Hydrid-System die Wasserstoffspeichereigenschaften stark verbessert". "Diese Erkenntnis hilft uns zu verstehen, wie sich Wasserstoff in diese Systeme hinein und aus ihnen heraus bewegt und was zu einer rationalen Entwicklung besserer Materialien für die Wasserstoffspeicherung führen kann."

Diese Speichersysteme sind auch bei Wasserstofffahrzeugen einen Schritt voraus, aber es gibt immer noch Methoden, sie auf Abruf herzustellen. Das sind mehr Studien und die Menschheit wird viel mehr von ihnen als von anderen profitieren.

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