نانوفوم فلزی برای ذخیره گاز هیدروژن
محققان دانشگاه کالیفرنیا به تازگی روشی نوین برای ساخت نانوفوم هایی ازجنس پالادیوم با چگالی پایین ابداع کرده اند که می تواند در ذخیره سازی گاز هیدروژن و استفاده در پیل های سوختی بسیار مفید باشد.
به گزارش خبرنگار دانش و فناوری «انرژی امروز»، نانوفوم ها، محیط های متخلخلی با گلوگاه های بسیار کوچک هستند که ابداع نخستین نمونه آن ها به 20 سال قبل بازمی گردد. محیط های متخلخل فلزی به دلیل قدرت بالا و حجم کم، کاربردهای فراوانی در صنعت دارند. نانوفوم های پالادیوم و برخی دیگر از فلزات قابلیت جذب، ذخیره و آزادسازی هیدروژن را دارند و کاندید مناسبی برای استفاده در پیل های سوختی هیدروژنی به شمار می روند.
اما قبل از استفاده این نانوفوم های به عنوان پیل های سوختی در وسایل نقلیه، چالش های شرایط خاص ایجاد، آلودگی و درجه ضعیف کریستالی شدن در این مواد وجود دارد. از طرفی تولید نانوفوم های بسیار سبک با تخلخل بالا نیازمند تغییر زیاد در پایداری این مواد است.
تکنیک های سنتی ساخت این مواد به طور معمول نیازمند دما و فشا بالا و محیط شیمیایی کنترل شده است. محققان دانشگاه کالیفرنیا به تازگی موفق به ارائه روشی نوین برای ساخت این نانوفوم ها شده اند که سازگاری بسیار خوبی با شرایط صنعتی داشته و می توان در ساخت نانوفوم های با جنس های متنوع نیز بکار گرفته شود.
در این روش نوین، ابتدا نانولوله های پالادیوم که به نوعی ماده اولیه ساختار نانوفوم ها را تشکیل می دهند، ابتدا در محیطی اشباع از آب قرار می گیرند؛ سپس مخلوط این نانولوله ها و آب در معرض تشعشعات فراصوت قرار می گیرد. در گام بعدی، مخلوط آبی نانولوه ها در ازت مایع غوطه ور شده و مخلوط آبی به دلیل سرمای زیاد یخ زده و ساختار جامد پیدا می کند. در گام آخر این مخلوط یخ زده را معرض دستگاه مکش قرار می دهند تا آب های اضافی از ساختار نهایی نانوفوم های فلزی جدا شود.
شایان ذکر است که وزن نانوفوم های پالادیوم تولید شده به یک هزارم وزن همین حجم از فلز پالادیوم قبل از انجام این فرایند می رسد و به همین دلیل کاربردهای متنوعی در صنعت پیدا می کند. تحقیقات محققین همچنین نشان می دهد که محیط متخلخل پالادیومی، علاوه بر داشتن پایداری ترمودینامیکی بسیار خوب، توانایی بسیار خوبی در جذب و ذخیره سازی هیدروژن دارد.
