(Phys.org) -- Voor de eerste keer, ingenieurs van de Universiteit van New South Wales hebben aangetoond dat waterstof kan worden vrijgemaakt en weer opgenomen uit een veelbelovend opslagmateriaal, het overwinnen van een grote hindernis voor het gebruik ervan als alternatieve brandstofbron.

Onderzoekers van het Materials Energy Research Laboratory op nanoschaal (MERLin) bij UNSW hebben nanodeeltjes gesynthetiseerd van een vaak over het hoofd gezien chemische verbinding genaamd natriumboorhydride en deze in nikkelschalen ingepakt.

Hun unieke "core-shell" nanostructuur heeft opmerkelijke waterstofopslageigenschappen aangetoond, inclusief het vrijkomen van energie bij veel lagere temperaturen dan eerder waargenomen.

“Niemand heeft ooit geprobeerd om deze deeltjes op nanoschaal te synthetiseren omdat ze dachten dat het te moeilijk was. en kon niet worden gedaan. Wij zijn de eersten die dit doen, en aantonen dat energie in de vorm van waterstof kan worden opgeslagen met natriumboorhydride bij praktische temperaturen en drukken, ” zegt dr. Kondo-Francois Aguey-Zinsou van de School of Chemical Engineering van UNSW.

Beschouwd als een belangrijke brandstof van de toekomst, waterstof kan worden gebruikt om gebouwen van stroom te voorzien, draagbare elektronica en voertuigen - maar deze toepassing hangt af van praktische opslagtechnologie.

Lichtgewicht verbindingen die bekend staan ​​als boorhydriden (inclusief lithium- en natriumverbindingen) staan ​​bekend als effectieve opslagmaterialen, maar men geloofde dat zodra de energie vrijkwam deze niet meer kon worden geabsorbeerd - een kritieke beperking. Deze waargenomen "onomkeerbaarheid" betekent dat er weinig aandacht is geweest voor natriumboorhydride.

Echter, het resultaat, vorige week gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , toont voor de eerste keer aan dat omkeerbaarheid inderdaad mogelijk is met behulp van een boorhydride-materiaal op zich en zou belangrijke vooruitgang kunnen inluiden in het ontwerp van nieuwe waterstofopslagmaterialen.

"Door de grootte en architectuur van deze structuren te beheersen, kunnen we hun eigenschappen afstemmen en omkeerbaar maken - dit betekent dat ze waterstof kunnen vrijgeven en opnieuw opnemen, ” zegt Aguey-Zinsou, hoofdauteur op het papier. "We hebben nu een manier om al deze boorhydridematerialen aan te boren, die bijzonder interessant zijn voor toepassing op voertuigen vanwege hun hoge waterstofopslagcapaciteit.”

De onderzoekers zagen opmerkelijke verbeteringen in de thermodynamische en kinetische eigenschappen van hun materiaal. Dit betekent dat de chemische reacties die nodig zijn om waterstof te absorberen en af ​​te geven sneller plaatsvonden dan eerder bestudeerde materialen, en bij aanzienlijk lagere temperaturen - waardoor mogelijke toepassing veel praktischer wordt.

In zijn bulkvorm, natriumboorhydride vereist temperaturen boven de 550 graden Celsius om waterstof vrij te maken. Zelfs op nanoschaal waren de verbeteringen minimaal. Echter, met hun core-shell nanostructuur, de onderzoekers zagen dat de eerste energie vrijkwam bij slechts 50 °C, en significante afgifte bij 350 °C.

“De nieuwe materialen die door deze opwindende strategie kunnen worden gegenereerd, kunnen praktische oplossingen bieden om veel van de energiedoelstellingen te halen die zijn vastgesteld door het Amerikaanse ministerie van Energie, ', zegt Aguey-Zinsou. "Het belangrijkste hier is dat we de deur hebben geopend."