Ученые изобрели одношаговый метод заправки водородом с помощью борана аммиака
Изобретение делает водород более привлекательным топливом для автомобилей и других видов транспорта.
Водород во многих отношениях является идеальным топливом. По сравнению с нефтью он обладает высоким содержанием энергии на единицу массы и может напрямую использоваться в топливных элементах для выработки экологически чистого электричества. Однако у водорода есть и серьезный недостаток – низкое содержание энергии в единице объема по сравнению с нефтью. Проще говоря, бензиновый бак одного размера с водородным обеспечивает больший запас хода. Проблема осложняется еще и высокой летучестью и взрывоопасностью водорода, что требует дополнительных мер безопасности.
Сегодня работа ученых сосредоточена на химических гидридах для аккумулирования водорода, в частности, боране аммиака, который выглядит наиболее перспективной кандидатурой для хранения водорода в безопасном связанном состоянии. Он позволяет накапливать водород в количестве 20% от собственного веса, чего достаточно для создания гибридных транспортных средств, с запасом хода до 482 км (норма, установленная Министерством энергетики США).
Выделение водорода из борана аммиака не представляет проблемы и протекает достаточно эффективно, однако существует серьезное препятствие – отсутствие энергоэффективных методов повторной “заправки” отработавшего борана аммиака. После выделения водорода образуется соединение полиборазилен, которое не может быть переработано достаточно эффективно для повторного использования.
Американским ученым удалось разработать простую схему, которая восстанавливает полиборазилен и позволяет получить пригодный для заправки водородом боран аммиака. Главное преимущество новой технологии состоит в том, что все реакции происходят в одном “котле”, что упрощает производственную цепочку и приближает практическое использование водорода в транспортных средствах.
Регенерация происходит в герметичном сосуде под давлением в присутствии гидразина и жидкого аммиака при температуре 40°C. В связи с ядовитостью аммиака процесс заправки происходит не на борту транспортного средства – ученые предлагают оснащать автомобили сменными картриджами с водородом, которые можно быстро менять на заправке и отправлять на завод для зарядки.