Природный газ поможет хранить водород

Ученые из Корейского института перспективных научных исследований и технологий предложили новую стратегию хранения водорода с использованием природного газа в качестве стабилизатора.

Специалисты создали метод синтеза смеси на основе практического газофазного модулятора, сообщает eurekalert.org. Он не генерирует химических отходов после разрыва связей водорода и природного газа. Команда профессора Чжэ Ву Ли показала, что метод ведет к значительному снижению давления синтеза с одновременным формированием водородных кластеров в узких нанопористых клетках клатратных гидратов. Подход минимизирует экологическое воздействие и удешевляет процесс. Клатратные гидраты не производят отходов при синтезе и разделении смеси.

Ученые рассматривали множество материалов для эффективного хранения и транспортировки водорода. Клатратные гидраты оказались перспективным решением. Нанопористые трехмерные структуры из многогранных ячеек захватывают «гостевые» газовые или жидкие молекулы.

В этом исследовании команда использовала метан и этан, имеющие меньшие условия равновесия, в сравнении с водородом. Газы выступили в роли термодинамических стабилизаторов. Они позволили хранить смесь в гидратах. В зависимости от соотношения метана и этана формируются структуры 1 или 2 типа. Обе стабильно хранят смесь водорода и природного газа в условиях низкого давления.

Команда обнаружила, что в гидратах 1 типа ячейки содержат по 2 молекулы водорода. В больших и маленьких клетках гидратов 2 типа помещалось до 3 молекул водорода. Структуры вмещали газ объемом в 170 раз больше от собственного. Стабилизаторы, использованные в исследовании, могут выступать и источником энергии.

Ученые разработали технологию получения гидратов из льда. Они обнаружили, что изменение структуры происходит только при участии водорода в ее формировании с самого начала.

Авторы ожидают, что результаты проекта будут использоваться не только для хранения газа, но и как умная платформа для применения водородных смесей. Последние могут послужить перспективным возобновляемым источником энергии.

Выводы исследования представлены в Energy Storage Materials.