Группа ученых из разных стран установила механизм, который определяет свойство магниевых наночастиц отдавать накопленный водород. Пресс-релиз работы, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Science, представлен на сайте Университета Уппсалы.
Водород считается перспективным топливом, которое сможет заменить традиционные углеродные источники энергии. Основной задачей на сегодняшний день является разработка материала, который сможет накапливать большое количество водорода и в то же время будет обладать способностью легко его отдавать. Ученые создали несколько материалов, которые в той или иной степени удовлетворяют этим требованиям: например, органические губки или "слоеный пирог" из кальция с литием. Одним из популярных вариантов являются металлы и их гидриды.
В данном исследовании ученые работали с наночастицами гидрида магния, которые могут "впитывать" до 7,7 процента водорода в весовом соотношении. Для поглощения или отдачи водорода к наночастицам необходимо добавлять катализаторы - вещества, "запускающие" эти процессы.
Одной из теорий, объясняющих механизм работы катализаторов, была теория челноков. Согласно этому предположению, молекулы катализатора - в данном случае это титан, ванадий, железо и никель - переносят на себе водород от поверхности материала внутрь и наоборот. Ученые из Университета Уппсалы и их коллеги построили компьютерную модель, которая объясняла процесс переноса на молекулярном уровне. Понимание принципов работы катализаторов может оказаться полезным для разработки новых и усовершенствования уже созданных способов хранения водорода.
Притягательность водорода как источника энергии определяется несколькими причинами. Во-первых, он является одним из самых распространенных элементов на Земле, а во-вторых, при его использовании образуется вода, не представляющая опасности для экологии планеты. Энергия выделяется при реакции водорода с кислородом.