کشف روشی جدید در ذخیره‌ی هیدروژن

   دانشمندان دانشگاه جورجیا با استفاده از نانوساختارهای تیغه‌‌مانند و
کاتالیزور وانادیوم، موفق شدند به روش جدیدی برای ذخیره‌سازی و رها‌سازی هیدروژن
موجود در ترکیبات هیدرید منیزیومی دست یابند. آنها امیدوارند نتایج این تحقیق
بتواند به بهبود ذخیره‌ی هیدروژن و توسعه‌ی کاربرد عملی آن به‌عنوان سوخت وسایط
نقلیه بینجامد.

  
چگونگی ذخیره‌ی هیدروژن همواره یکی از مشکلات استفاده از آن به‌عنوان سوخت برای
خودروها بوده‌‌است. به این منظور دانشمندان دانشگاه جورجیا با استفاده از هیدرید
منیزیوم به امیدهایی در این زمینه دست یافته‌اند. این ماده با توجه به وزن سبک و
قیمت کم و نیز قابلیت برگشت‌‌پذیری بالای آن در ذخیره و رها‌سازی هیدروژن (توانایی
ذخیره‌ی ۷/۶ درصد وزن _۲ MgH )، گزینه‌ی بسیار مناسبی برای مخازن ذخیره‌ی هیدروژن
حالت جامد در آینده به شمار می‌‌آید. با این حال موانع زیادی در مقابل تحقق این امر
وجود دارد که از آن جمله می‌‌توان به پایداری ترمودینامیکی بالای این ماده و سینتیک
واکنشی بسیار کند آن اشاره نمود که موجب محدود شدن کاربردهای عملی این ماده شده‌‌است.

  
این محققان با استفاده از روش رشد DSC (روش رشد دینامیکی سایه‌اندازی) که بر اساس
همان روش‌های رسوب‌‌دهی بخار فیزیکی همراه با روش رسوب‌دهی OAD ( رسوب دهی زاویه
مایل ) و با دستکاری ماده‌ی پایه و کنترل چشمه انجام می‌‌شود، موفق به تعبیه‌ی
منیزیوم در نانوساختارها می‌شود و در نهایت با افزودن کاتالیزورهای مناسبی از جنس
فلزات واسطه (در این آزمایش وانادیوم) توانستند فرایند عملی شدن کاربرد هیدروژن را
تسهیل نمایند. به این منظور آنها روکش نازکی از وانادیوم را روی دو لبه‌ی نانوتیغه‌های
منیزیومی قرار داده، آرایه‌ای از نانوتیغه‌های منیزیومی آغشته به وانادیوم را ایجاد
کردند.

  
نقش کاتالیزوری وانادیوم در روکش‌‌دهی و شکل‌‌دهی و تجزیه‌ی هیدرید منیزیوم و شکل
منحصربه‌فرد این نانوتیغه‌ها، همچنین داشتن مساحت سطح بالا و طول پخش کوتاه هیدروژن
در آن، همگی موجب بهبود عملکرد جذب و ذخیره‌ی هیدروژن شده‌‌است. به‌ویژه در این روش
انرژی اکتیواسیون جذب و آزاد‌سازی هیدروژن از ۱۵۰-۱۲۰ kJ/mol H₂ مربوط به فیلم‌ها
یا پودرهای منیزیومی، به حدود ۳۵ kJ/mol H₂ کاهش می‌‌یابد. به این ترتیب دمای ذخیره‌سازی
و رهاسازی هیدروژن هم به حد دمای اتاق می‌‌رسد و در نتیجه زمان ذخیره و استفاده از
هیدروژن از ۵۰ ساعت به کمتر از چند دقیقه خواهد رسید.
گفتنی است گزارشی از جزئیات این تحقیق در ویژه‌‌نامه‌ی نشریه‌ی Nanotechnology
منتشر شده‌‌است