پژوهشگران دانشگاه رایس دریافتند که یک شبکه کاربین حاوی کلسیم می‌تواند هیدروژن را در مقادیری بیش از آنچه که محققان در نظر دارند در خود ذخیره کند. این یافته می‌تواند قدم بزرگی برای جایگزینی سوخت‌های سبز به‌جای سوخت‌های فسیلی در خودروها باشد.
ذخیره هیدروژن در ساختارهای خوشه انگوری
پژوهشگران دانشگاه رایس دریافتند که یک شبکه کاربین حاوی کلسیم می‌تواند هیدروژن را در مقادیری بیش از آنچه که محققان در نظر دارند در خود ذخیره کند. این یافته می‌تواند قدم بزرگی برای جایگزینی سوخت‌های سبز به‌جای سوخت‌های فسیلی در خودروها باشد.
طی سالیان اخیر، راهبردهای مبتنی بر فناوری نانو در حوزه ذخیره انرژی افزایش چشمگیری داشته است. یکی از نتایج این روند، راهکارهایی است که در آنها استفاده از نانولوله‌ها و نانوروبان‌ها در سیستم ذخیره انرژی توصیه شده است. به اعتقاد بروس یاکوپسان، محقق فیزیک نظری که مقاله‌اش اخیرا در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است، پژوهشگران تاکنون به مقیاس‌های کوچکتر فکر نکرده‌اند. بروس یاکوپسان استاد رشته مهندسی مواد، مهندسی مکانیک و شیمی دانشگاه رایس است.
کاربین یک رشته از اتم‌های کربن است که اگر شما یک رشته از گرافن را بکشید بوجود می‌آید، این کار همانند کشیدن یک رشته نخ از بلوز نخی است. بروس یاکوپسان می‌گوید یک میله کربنی تک اتمی، به‌قدری نازک است که می‌توان گفت از یک نانولوله کربنی نیز نازک‌تر است.
کاربین یک ماده عجیب است اما اخیرا محققان نشان دادند که می‌توان آن را تولید کرد و در دمای اتاق، که ذخیره‌سازی انجام می‌شود، آن را پایدار نمود. بروس یاکوپسان می‌گوید این کار از اهمیت بسیاری برخورددار است زیرا نانوموادی نظیر نانولوله‌های کربنی، گرافن و باکی بال، تنها در شرایط دمایی بسیار پایین قادر به ذخیره موثر هیدروژن هستند.
این کلسیم است که نقش تله را در به‌دام انداختن و ذخیره هیدروژن در دمای اتاق بازی می‌کند. از نظر نظری، کاربین به تنهایی می‌تواند هیدروژن را تا ۵۰ درصد وزن خود ذخیره کند اما این کار در دماهای بسیار پایین انجام می‌گیرد.
با افزودن کلسیم به این ساختار، این شبکه می‌تواند هیدروژن را با انرژی مناسبی در دمای اتاق جذب کند. از آنجایی که اتم‌های کلسیم خوشه‌ای نیستند، آنها قادراند در تمام طول کاربین پراکنده شوند و ساختاری شبیه قرار گرفتن انگور روی درخت مو داشته باشند به‌طوری که هر شش اتم هیدروژن روی یک اتم کلسیم قرار می‌گیرند. با چنین سیستمی می‌توان یک شبکه ایجاد کرد که دارای پتانسیل ذخیره انرژی تا ۸ برابر وزن خود است.
از آنجایی که در این سیستم جدید، ساختاری از زنجیره‌های تک اتمی وجود داشته که بسیار سبک هستند، بنابراین فضای زیادی برای ذخیره سازی هیدروژن وجود خواهد داشت.
