Tot i que encara queden reptes científics per convertir l'hidrogen com a base de fonts d'energia més competitives amb els sistemes actuals d'automòbils de propulsió i altres tecnologies d'energia, els investigadors del Departament de Laboratori d'Energia Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) dels Estats Units han desenvolupat una nova recepta de materials per una bateria similar de combustible d'hidrogen cel·lular que envolta nanocristalls de magnesi absorbents d'hidrogen amb grafè.
El grafè protegeix els nanocristalls d'oxigen, la humitat i els contaminants, mentre que els forats minúsculs, naturals permeten que les molècules d'hidrogen més petits per passar a través. Aquest procés de filtrat supera els problemes comuns que degraden el rendiment d'hidrurs metàl·lics per a l'emmagatzematge d'hidrogen.
Aquests cristalls de grafè-magnesi encapsulat, actuen com esponges per a l'hidrogen, que ofereix una manera molt compacta i segura per prendre i emmagatzemar l'hidrogen. Els nanocristalls també permeten més ràpid proveïment de combustible, i reduir la mida global "tanc".
La investigació, duta a terme al Molecular Foundry i Advanced Light Source del laboratori de Berkeley, és part d'un Consorci Nacional de Laboratoris, anomenat HyMARC, que busca una forma més segura i més rendible d'emmagatzematge d'hidrogen.
La quota de mercat dels EUA per a tots els vehicles de propulsió elèctrica l'any 2015, incloent l'elèctric complet, híbrids i plug-in de vehicles híbrids, va ser de 2,87%, el que equival a prop de 500.000 vehicles de propulsió elèctrica de les vendes totals de vehicles del voltant de 17,4 milions, d'acord a les estadístiques reportades per l'Associació de Transport Electric Drive, una associació comercial de la promoció de vehicles de propulsió elèctrica.
Els vehicles de pila de combustible d'hidrogen encara no han fet importants incursions en les vendes de vehicles, encara que diversos dels principals fabricants d'automòbils com Toyota, Honda i General Motors, han invertit en el desenvolupament de vehicles de pila de combustible d'hidrogen. De fet, Toyota va donar a conèixer un model de producció anomenat Mirai, que utilitza tancs comprimits d'hidrogen.
Un avantatge potencial per als vehicles de pila de combustible d'hidrogen, a més del reduït impacte ambiental sobre vehicles de combustible estàndard, és l'alta energia específica d'hidrogen, el que significa que les piles de combustible d'hidrogen, potencialment poden ocupar menys pes que altres sistemes de bateries i combustible i ofereix més energia elèctrica.
Una mesura de la capacitat d'emmagatzematge d'energia per pes de les piles de combustible d'hidrogen, coneguda com la "densitat d'energia gravimètrica", és aproximadament tres vegades més gran que la de la gasolina. De fet, si s'utilitza amb eficàcia, podria ampliar la gamma de vehicles total de transport basat en l'hidrogen, i estendre el temps entre el abastiment de combustible per a moltes altres aplicacions.
La R + D és necessària per a realitzar l'emmagatzematge d'hidrogen de major capacitat per a aplicacions en vehicles de llarg abast que excedeixen el rendiment de les bateries dels vehicles elèctrics existents.
Una altra clau és protegir el magnesi a partir de l'exposició a l'aire, el que faria inutilitzable per a la pila de combustible.
Treballant a nivell molecular, els investigadors van trobar una tècnica simple, escalable i rendible "un dels platerets" que permet barrejar fulles de grafè amb nanocristalls d'òxid de magnesi en el mateix lot.
També es va estudiar estructura dels nanocristalls revestits amb l'ús de raigs X. Els estudis de raigs X van mostrar com el gas d'hidrogen va reaccionar en la barreja de cèl·lules de combustible amb els nanocristalls de magnesi per formar una molècula anomenada d'hidrur de magnesi, més estable, mentre bloqueja l'oxigen evitant, que arribi a la de magnesi.
Font: PHysOrg
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament