Благодаря замечательным свойствам у водорода есть все шансы вытеснить моторное топливо, получаемое из ископаемых углеводородов. Но на пути к этой светлой мечте немало трудностей. Одна из них — люди пока не научились эффективно, надёжно и безопасно хранить водород, обладающий низкой объёмной плотностью энергии. Например, в одном литре нефтяного бензина водорода, вольно говоря, содержится на 60% больше, чем в одном литре чистого жидкого водорода. Другими словами, водород всегда будет требовать больших резервуаров, чем бензин.
Хранения водорода — огромная проблема. Для повышения плотности его можно было бы сжижать, но водород кипит при температуре -250оС. Чтобы удержать его в жидком состоянии, требуется мощная и громоздкая теплоизоляция.
Сжатый водород опасен, поэтому и эта технология непригодна для широкого внедрения на транспорте, где крупные и мелкие аварии и дорожные происшествия происходят очень часто.
Ввиду того, что сжижение и сжатие водорода не способно решить проблему, наука занялась разработкой технологий химического хранения. Учёные ищут материалы, способные эффективно адсорбировать водород и высвобождать его по мере надобности.
Поначалу всеобщее внимание привлекли металлогидриды. Но выяснилось, что у них есть недостатки. Для высвобождения водорода эти материалы необходимо нагревать, а значит — неэффективно расходовать энергию. Кроме того, металлогидриды можно перезаряжать ограниченное количество раз, примерно около 100, после чего они быстро теряют ёмкость с ростом числа перезарядок.
Вини Диксит (Viney Dixit) и его коллеги из Центра водородной энергии при Университете в Варанаси, Индия, сообщили об открытии. Они обнаружили, что уголь из мякоти кокосового ореха может прекрасно справляться с задачей хранения водорода. По меньшей мере, способность адсорбировать водород у этого материала не хуже, чем у других, но при этом «кокосовый уголь» сохраняет работоспособность после многократных циклов перезарядки. Углерод легко связывает водород и столь же легко высвобождает его тогда, когда это надо. Кроме того, из углерода легко сделать пористый материал с высокой площадью поверхности.
Один из способов получения угля с нужными свойствами состоит в «карбонизации» биологического материала, например мякоти фруктов или скорлупы кокоса. Метод заключается в нагреве сырья до нескольких сот градусов Цельсия в азотной атмосфере, гарантирующей сохранность углерода и его пористой биологической структуры.
Вместо скорлупы кокосового ореха Дикси использовал его мякоть. Её преимущество в наличии широкого спектра дополнительных элементов, таких как калий, магний, натрий и кальций, равномерно распределённых по всему объёму материала. По словам исследователей, эта особенность способствует тому, что углерод связывает больше водорода.
Как сообщили учёные, их «кокосовый» углерод адсорбирует 2,3% водорода по весу при комнатной температуре и 8% при температуре жидкого азота под давлением 70 атмосфер.
По критериям, разработанным американским Министерством энергетики, жизнеспособной технологией считается та, с помощью которой может быть создана система, способная хранить не менее 5,5% водорода.
Очевидно, пишет Facepla.net в информации, подготовленной по материалам MIT Technology Review, что индийские учёные пока не достигли целевых показателей, ведь результат их работы не практическая система, а только материал, который может стать для неё основой. Тем не менее, они смогли «нащупать» новый важный механизм и направление дальнейших исследований, обнаружив зависимость адсорбционных свойство углерода от катализаторов.