محققان موسسه پلی تکنیک رنسلر در حال کار روی بهینه سازی یک نانوماده جدید موسوم به نانو تیغ برای بهکارگیری در ذخیره سازی هیدروژن هستند. آنها در حین انجام این پروژه دریافتند که نانوتیغ مورد نظر آنها قادراست مقادیر زیادی هیدروژن را در دمای پایین ذخیره و آزاد کند.
ارائه نانوساختار جدیدی برای ذخیرهسازی هیدروژن
محققان موسسه پلی تکنیک رنسلر در حال کار روی بهینه سازی یک نانوماده جدید موسوم به نانو تیغ برای بهکارگیری در ذخیرهسازی هیدروژن هستند. آنها در حین انجام این پروژه دریافتند که نانوتیغ مورد نظر آنها قادر است مقادیر زیادی هیدروژن را در دمای پایین ذخیره و آزاد کند. موضوع جالب دیگر در این پروژه آن است که این ماده قابل شارژ است. با این تفاصیل این ماده میتواند برای ذخیرهسازی هیدروژن در خودروهای هیدروژنی یا خودروهای مبتنی بر پیلهای سوختی مورد استفاده قرار گیرد.
این گروه تحقیقاتی در سال ۲۰۰۷ برای اولین بار نانوتیغی مبتنی بر منیزیم تولید کردند. برخلاف نانومیلهها و نانوفنرهای سه بعدی، این نانوتیغها نامتقارن بوده بهطوری که در بخشی از نانوتیغ، لبهها پهن و در بخش دیگری لبهها باریک بودند. چنین ساختاری موجب افزایش مساحت سطحی میشود. آنها همچنین توانستند فاصله میان دو لبه تیغ را به یک میکرون برسانند.
بهمنظور ذخیرهسازی هیدروژن به نانوساختاری نیاز است که مساحت سطحی بالایی داشته و در عین حال فاصله میان نانوساختارهای زیاد باشد، با این شرایط مقادیر زیادی هیدروژن در معرض نانوساختارها خواهد بود. این نانوتیغ حائز شرایط مذکور است. محققان از روش “نشست از فاز بخار با زاویه منفرجه” برای تولید این نانوتیغ استفاده کردند. نانوتیغ بدست آمده در نهایت با استفاده از پلادیوم روکش دهی شد.
در مقالهای که اخیرا به چاپ رسیده، این گروه تحقیقاتی عملکرد نانوتیغ را مورد بررسی قرار دادند. درک چگونگی پاسخ این ساختار به هیدروژن در طول زمان یکی از مسائلی است که باید بهبود یابد.
یافتههای آنها نشان میدهد که دردمای ۳۴۰ درجه کلوین ( تقریبا ۶۷ درجه سانتیگراد) آزاد سازی هیدروژن آغاز میشود. زمانی که دما به ۳۷۳ درجه کلوین ( ۱۰۰ درجه سانتیگراد) رسید، در طول ۲۰ دقیقه هیدروژن ذخیره شده آزاد میشود. این درحالی است که مواد دیگر تقریبا دو برابر این دما را برای آزاد سازی هیدروژن نیاز دارند. این گروه تحقیقاتی دریافته است که نانوتیغ ساخت آنها، قابلیت شارژ مجدد را داراست. این بدان معناست که محققان میتوانند بعد از آزاد کردند هیدروژن، دوباره آن را درون نانوتیغ قرار دهند. با استفاده از روشی موسوم به پراش الکترونی با انرژی بالا (RHEED) و رهاسازی برنامه ریزی شده با دما (TPD) محققان توانستند بفهمند که نانوتیغ قابلیت ۱۰ بار شارژ مجدد را داراست.
آنها نتایج کار خود را در قالب مقالهای تحت عنوان Low-temperature cycling of hydrogenation-dehydrogenation of Pd-decorated Mg nanoblades در The International Journal of Hydrogen Energy به چاپ رساندند.
