تبلیغات

بهبود ذخیره‌سازی هیدروژن

 

 پ‍‍ژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف با سنتز نوعی نانوهیدرید فلزی، گامی مهم در ذخیره‌سازی هیدروژن برداشتند.

مهندس حامد سیم‌چی، دانشجوی دکتری رشته مهندسی مواد دانشگاه دلاور امریکا در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ابراز داشت: «یک راه ممکن برای مقابله با گرم‌شدن جهانی و حفظ منابع مطلوب انرژی، تبدیل جامعه بر پایه سوخت فسیلی امروزی به یک جامعه بر پایه هیدروژن است. ذخیره‌کردن هیدروژن به‌عنوان یکی از موانع اصلی برای رسیدن به جامعه هیدروژنی قابل تحقق، مطرح است.

روشی که امروزه توجه زیادی را به خود جلب کرده، ذخیره‌سازی در هیدریدهای فلزی و هیدریدهای ترکیبات بین فلزی است. اما دما و فشار کارکرد این هیدریدها بالاست (
350°C). بنابراین در چند سال اخیر تلاش‌های گسترده‌ای برای کاهش دما و فشار کاری این هیدریدها از طریق کامپوزیت‌سازی و آلیاژسازی انجام شده است. استفاده از هیدرید فلزات نانوساختار می‌تواند راه‌حل مناسبی برای ذخیره‌سازی هیدروژن باشد. لذا هدف ما از انجام این پژوهش بررسی نحوه تأثیر کاتالیست‌های مطرح بر سینتیک دفع هیدروژن هیدرید منیزیم نانوساختار و کاهش دما و فشار دفع هیدروژن آن بود».

مهندس سیم‌چی در مورد چگونگی سنتز نانوهیدرید منیزیم و بهبود سینتیک دفع هیدروژن گفت: «در این پژوهش، نانوکامپوزیت نانوبلورین  
Mg-Ni/Nb2O5به روش آسیاب‌کاری مکانیکی سنتز شد. اثر شرایط آسیاب‌کاری به همراه افزودن Ni و Nb2O5 بر ساختار و سینتیک دفع هیدروژن بررسی گردید. مشخص گردید که افزایش کرنش شبکه در اثر آسیاب‌کاری مکانیکی در کنار افزودن مقدار مناسب کاتالیست تاثیر زیادی در بهبود خواص دفع هیدروژن MgH2  دارد. پس از یک ساعت آسیاب‌کاری، فاز فشار بالای γ-MgH2 در ساختار ظاهر شد. پس از 4 ساعت آسیاب‌کاری دمای دفع هیدروژن از426 °C به 327 کاهش یافت. مهم‌ترین عامل در کاهش دمای دفع هیدروژن میزان کرنش انباشته شده در داخل شبکه در اثر آسیاب‌کاری مکانیکی بود که پس از 4 ساعت آسیاب‌کاری به حدود 94/0 رسید. همچنین مشخص شد که در محدوده اندازه ذرات مورد بررسی (20-50μm)، اندازه ذرات، تأثیر چندانی در سینتیک دفع هیدروژن ندارند. با افزودن Ni و Nb2O5، سینتیک دفع هیدروژن به مقدار قابل ملاحظه‌ای بهبود یافت و دمای دفع هیدروژن در حدود 50 درصد نسبت به نمونه MgH2 خالص آسیاب نشده تقلیل یافت. این شرایط منجر به کاهشی در حدود 100°C در دمای دفع هیدروژن نانوکامپوزیت نسبت به MgH2 خالص آسیاب‌کاری شده گردید و دمای دفع هیدروژن به محدوده 230-200 °C رسید».

به گفته پژوهشگر این طرح، دمای دفع هیدروژن پودرهای سنتز شده، حدود
200°C کمتر از هیدرید منیزیم خالص است و در شرایط بهینه، دمای دفع هیدروژن از 426°C به محدوده 230-200°C کاهش یافته است.

جزئیات این پژوهش كه با راهنمایی دکتر عبدالرضا سیم‌چی (استاد دانشگاه صنعتی شریف) و دکتر علی کفلو (استادیار سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران)، در مرکز تحقیقات مواد پیشرفته و نانومتری دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی شریف و با همکاری و حمایت سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران انجام شده، در مجله
 International Journal of Hydrogen Energy (جلد 34، صفحات 7724-30، سال2009) منتشر شده است.