بهبود ذخيره‌سازي هيدروژن

[azarafrooz 14221]

پ‍‍ژوهشگران دانشگاه صنعتي شريف با سنتز نوعي نانوهيدريد فلزي، گامي مهم در ذخيره‌سازي هيدروژن برداشتند.

 

مهندس حامد سيم‌چي، دانشجوي دکتري رشته مهندسي مواد دانشگاه دلاور امريکا در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو ابراز داشت: «يک راه ممکن براي مقابله با گرم‌شدن جهاني و حفظ منابع مطلوب انرژي، تبديل جامعه بر پايه سوخت فسيلي امروزي به يک جامعه بر پايه هيدروژن است. ذخيره‌کردن هيدروژن به‌عنوان يکي از موانع اصلي براي رسيدن به جامعه هيدروژني قابل تحقق، مطرح است.

 

روشي که امروزه توجه زيادي را به خود جلب کرده، ذخيره‌سازي در هيدريدهاي فلزي و هيدريدهاي ترکيبات بين فلزي است. اما دما و فشار کارکرد اين هيدريدها بالاست ( 350°C). بنابراين در چند سال اخير تلاش‌هاي گسترده‌اي براي کاهش دما و فشار کاري اين هيدريدها از طريق کامپوزيت‌سازي و آلياژسازي انجام شده است. استفاده از هيدريد فلزات نانوساختار مي‌تواند راه‌حل مناسبي براي ذخيره‌سازي هيدروژن باشد. لذا هدف ما از انجام اين پژوهش بررسي نحوه تأثير کاتاليست‌هاي مطرح بر سينتيک دفع هيدروژن هيدريد منيزيم نانوساختار و کاهش دما و فشار دفع هيدروژن آن بود».

 

مهندس سيم‌چي در مورد چگونگي سنتز نانوهيدريد منيزيم و بهبود سينتيک دفع هيدروژن گفت: «در اين پژوهش، نانوکامپوزيت نانوبلورين Mg-Ni/Nb2O5به روش آسياب‌کاري مکانيکي سنتز شد. اثر شرايط آسياب‌کاري به همراه افزودن Ni و Nb2O5 بر ساختار و سينتيک دفع هيدروژن بررسي گرديد. مشخص گرديد که افزايش کرنش شبکه در اثر آسياب‌کاري مکانيکي در کنار افزودن مقدار مناسب کاتاليست تاثير زيادي در بهبود خواص دفع هيدروژن MgH2 دارد. پس از يک ساعت آسياب‌کاري، فاز فشار بالاي γ-MgH2 در ساختار ظاهر شد. پس از 4 ساعت آسياب‌کاري دماي دفع هيدروژن از426 °C به 327 کاهش يافت. مهم‌ترين عامل در کاهش دماي دفع هيدروژن ميزان کرنش انباشته شده در داخل شبکه در اثر آسياب‌کاري مکانيکي بود که پس از 4 ساعت آسياب‌کاري به حدود 94/0 رسيد. همچنين مشخص شد که در محدوده اندازه ذرات مورد بررسي (20-50μm)، اندازه ذرات، تأثير چنداني در سينتيک دفع هيدروژن ندارند. با افزودن Ni و Nb2O5، سينتيک دفع هيدروژن به مقدار قابل ملاحظه‌اي بهبود يافت و دماي دفع هيدروژن در حدود 50 درصد نسبت به نمونه MgH2 خالص آسياب نشده تقليل يافت. اين شرايط منجر به کاهشي در حدود 100°C در دماي دفع هيدروژن نانوکامپوزيت نسبت به MgH2 خالص آسياب‌کاري شده گرديد و دماي دفع هيدروژن به محدوده 230-200 °C رسيد».

 

به گفته پژوهشگر اين طرح، دماي دفع هيدروژن پودرهاي سنتز شده، حدود 200°C کمتر از هيدريد منيزيم خالص است و در شرايط بهينه، دماي دفع هيدروژن از 426°C به محدوده 230-200°C کاهش يافته است.

 

جزئيات اين پژوهش كه با راهنمايي دکتر عبدالرضا سيم‌چي (استاد دانشگاه صنعتي شريف) و دکتر علي کفلو (استاديار سازمان پژوهش‌هاي علمي و صنعتي ايران)، در مرکز تحقيقات مواد پيشرفته و نانومتري دانشکده مهندسي و علم مواد دانشگاه صنعتي شريف و با همکاري و حمايت سازمان پژوهش‌هاي علمي و صنعتي ايران انجام شده، در مجله International Journal of Hydrogen Energy (جلد 34، صفحات 7724-30، سال2009) منتشر شده است.