Хосе Мендос-Кортес, доцент в Колледже FAMU-FSU Разработки, описывает свое предложенное решение и проекты для этих новых материалов в статье в Журнале американского Химического Общества.«Будет много предложений решить энергетические проблемы, и это может быть одним выбором», сказала Мендоса-Cortes. «Мы хотели найти самый эффективный способ сохранить водород так, чтобы, возможно, в будущем, автомобили могли использовать это, чтобы управлять более долгими расстояниями и более эффективно».
Ученые уже обнаружили, что они должны были герметизировать водород, чтобы уплотнить его и сделать его применимым как топливо для автомобилей. Но Мендоса-Cortes хотела взять его один шаг вперед и сделать процесс более эффективным и экономически жизнеспособным.
«Мы все еще хотим герметизировать его, но мы хотим сделать это более эффективно», сказал он. «Прямо сейчас это чрезвычайно дорогостоящее, чтобы сделать это».Используя сложные математические уравнения и компьютерные моделирования, Мендоса-Cortes проектировала пористые материалы металлов перехода – комплексов, включающих кобальт, железо или никель – что водород причины, чтобы сцепиться с ним. Этот дизайн следующего поколения мог тогда быть помещен в бензобак автомобиля, который использует водород для топлива.
Эти новые материалы сделаны из Земли богатыми элементами и поэтому легко доступны.Мендоса-Cortes проектировала 270 комплексов посредством этих моделирований и затем проверила их работу на водородное хранение.Идея состоит в том, что, так как водород свяжет с фактическим устройством, больше водорода могло быть упаковано в и сжато в бак.
Поскольку водород легко придерживается устройства, бак на самом деле никогда не достигал бы пустой. Кроме того, он нашел, что это возьмет меньшие энергетические расходы, чтобы заполнить бак.
«Другими словами, больше водорода может быть сохранено при более низких давлениях и комнатной температуре, делая некоторые из этих материалов хорошими для практического применения», сказала Мендоса-Cortes.По состоянию на 2016 три компании произвели водородные топливные автомобили – Тойота, Hyundai и Honda.В настоящее время водород может быть превращен в жидкость в 1 баре – бар – единица измерения для атмосферного давления – и 20 градусов Келвин или-423.67 Фаренгейта.
По тому уровню водород может быть сохранен на уровне 71 грамма за литр. В то время как в 700 барах и 298 градусах Келвин или 76.73 Фаренгейтов, водород может быть сохранен на уровне 37 граммов за литр.С предложенными новыми материалами Мендосы-Корте водород мог быть сохранен меньше чем в 200 барах, чтобы заполнить тот же самый бак при комнатной температуре, создав намного более эффективную систему. «Вы не должны тратить всю эту энергию получить тот же самый объем хранения», сказал он.Мендоса-Cortes приехала в FSU посредством энергии и Материалов Стратегическая Способность, Нанимающая Инициативу.
Он – исследователь в High-Performance Materials Institute (HPMI) FSU, мультидисциплинарном научно-исследовательском институте, посвященном научным исследованиям продвинутых материалов и производственных технологий.