Gli scienziati trovano una miscela ottimale di idrogeno e gas naturale per intrappolare l'idrogeno in molecole a gabbia in modo più efficace. Attestazione:GIST
Nella nostra continua ricerca per trasformarci in una società più ecologica, idrogeno (H 2 ) è annunciato come il carburante pulito di domani. Perché H 2 può essere prodotto dall'acqua (H 2 O) senza generare emissioni di carbonio, sviluppo di H 2 -tecnologie compatibili è diventata una priorità assoluta. Però, la strada da percorrere è accidentata, e molte limitazioni tecniche devono essere risolte.
"L'idrogeno è la molecola più piccola in natura, e trovare modi fattibili per immagazzinarlo è un problema critico per realizzare un'economia dell'idrogeno, " afferma il Professore Associato Youngjune Park del Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) in Corea. A differenza degli idrocarburi, puro H 2 devono essere immagazzinati ad una pressione estremamente elevata (> 100 atmosfere) o a bassa temperatura (20 °C). Naturalmente, questo rappresenta un'enorme barriera economica per H 2 Conservazione. Ma se potessimo intrappolare H 2 all'interno di cristalli simili al ghiaccio per rendere meno impegnativo lo stoccaggio e il trasporto?
Queste gabbie molecolari esistono in natura e sono chiamate "idrati clatrati". Sono composti solidi a base acquosa con cavità che possono ospitare diverse molecole. Il gruppo del Dr. Park al GIST ha studiato l'uso di idrati clatrati come vasi per H 2 Conservazione. Però, l'enclathration di H . puro 2 è ancora un processo lento che richiede anche condizioni estreme di temperatura e pressione.
In un recente studio pubblicato nel volume 141, il numero cartaceo di maggio 2021 di Recensioni sulle energie rinnovabili e sostenibili , Il gruppo del Dr. Park ha esplorato una soluzione fattibile a questo problema. Invece di cercare di formare idrati clatrati da H . puro 2 , precedenti ricercatori hanno suggerito di mescolarlo con il gas naturale, che è stato dimostrato sperimentalmente per promuovere l'enclathration in condizioni più miti. Per migliorare questa strategia, il team di scienziati del GIST si è proposto di trovare la migliore miscela di idrogeno-gas naturale (HNGB) per la formazione efficiente dal punto di vista energetico di idrati di clatrato. A tal fine, hanno studiato sistematicamente gli idrati di clatrato prodotti da HNGB con diverse concentrazioni di metano, etano, e idrogeno. Hanno analizzato attentamente la cinetica e la struttura di formazione del clatrato e la distribuzione delle molecole intrappolate.
Il team è stato in grado di identificare le precise concentrazioni di gas a cui il metano e l'etano, fungendo da modulatori termodinamici, migliorare al meglio l'H 2 capacità di stoccaggio degli idrati HNGB. Anche in condizioni di pressione e temperatura moderate (100 atmosfere e 8 °C, rispettivamente), gli scienziati hanno raggiunto il massimo teorico H 2 stoccaggio possibile per due tipi di gabbie di idrati clatrati:due e quattro H 2 molecole in gabbie piccole e grandi, rispettivamente. Questa impresa non era stata segnalata prima, e i risultati senza precedenti di questo studio potrebbero quindi aiutare nella progettazione di supporti di memorizzazione idratati HNGB.
Il dottor Park osserva, "Gli idrati di clatrato e gli HNGB potrebbero fornire una soluzione ragionevole a medio termine per immagazzinare ciò che è noto come idrogeno "blu", che è l'idrogeno prodotto utilizzando la tecnologia basata sui combustibili fossili ma con una CO . minima 2 emissioni." Oggi, l'idrogeno blu è tre volte più economico da produrre rispetto all'idrogeno “verde” ecologico. Perciò, i risultati di questo studio possono aiutare a facilitare la graduale transizione dai combustibili fossili all'idrogeno, che è la nostra chiave per un futuro sostenibile.
