Из диоксида кремния сделали наносферы для хранения водорода

В прошлом дайджесте мы рассказывали о перспективах водородной энергетики и новых способах получения водорода из морской воды. Однако водород недостаточно получить — его еще надо как-то хранить и перевозить. Транспортировка газообразного водорода неудобна и чревата возгораниями, поэтому его помещают внутрь пористых материалов. Идеальный материал для хранения должен вмещать большие количества водорода, быстро поглощать и выделять его. Кроме того, очень желательно использовать доступные материалы, чтобы дополнительно не увеличивать стоимость водородного топлива.

Как раз такие материалы разрабатывают материаловеды из Института физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН под руководством Вадима Ефимченко. Ученые научились помещать водород в полые наносферы из диоксида кремния. Сначала они сформировали заготовки, смешав кремнийорганическое вещество с водой. Затем нагрели их, чтобы испарить воду и получить наносферы диаметром около 300 нм и с толщиной оболочки около 25 нм. Материал оболочки по структуре напоминал кварцевое стекло. Он непроницаем для большинства жидкостей и газов, но не для водорода при высоком давлении.

Подобрав оптимальные значения температуры и давления, исследователи смогли наполнить наносферы водородом на 48,5%. Это самое большое количество водорода, когда-либо растворенное в «упаковках» из различных силикатов. При этом 29,8% водорода помещается в полости сфер, а остальная часть — в самом материале оболочек.

Ефимченко и его коллеги особо отметили, что сферы подходят и для хранения тяжелых изотопов водорода — дейтерия и трития, которые используются в составе топлива для управляемого термоядерного синтеза.

О первых результатах исследования рассказал портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу института.