Tokio Elm İnstitutu tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriScience Tokyo tədqiqatçıları hidrid ionlarını bərk elektrolitdən keçirərək hidrogeni cəmi 90 °C-də saxlayan və buraxan, ənənəvi yüksək temperatur metodlarına təhlükəsiz, səmərəli və geri çevrilə bilən alternativ təklif edən hidrogen batareyası hazırladılar. Kredit: Tokio Elmlər İnstitutu

Cəmi 90 °C-də işləyən hidrogen batareyası Yaponiyadan olan tədqiqatçılar tərəfindən əvvəlki üsulların yüksək temperatur və aşağı tutum məhdudiyyətlərini aşaraq hazırlanmışdır.

Cihaz hidrid ionlarını bərk elektrolitdən keçirərək işləyir, anod rolunu oynayan maqnezium hidridin dəfələrlə hidrogeni tam gücü ilə saxlamasına və buraxmasına imkan verir. Bu akkumulyator hidrogen yanacağını saxlamaq üçün praktiki üsul təklif edir , hidrogenlə işləyən avtomobillər və təmiz enerji sistemləri üçün yol açır.

Hidrogenin istifadəsinin qarşısında duran ən aktual problemlərdən biri onun saxlanmasıdır ki, bu da adətən son dərəcə aşağı temperatur (-252,8 °C) və yüksək təzyiq (350-700 bar) tələb edir. Hidrogeni qaz və ya maye şəklində saxlamaq əvəzinə, onu yüksək nəzəri saxlama qabiliyyətinə malik olan maqnezium hidrid (MgH ₂ ) kimi bərk materiallarda saxlamaq daha effektiv yanaşmadır .

Bu material batareyaya bənzər bir sistemə inteqrasiya oluna bilər, burada yalnız hərəkət edən elektronlar əvəzinə hidrogenin özü saxlanılır və doldurulma və boşalma zamanı buraxılır.

Son vaxtlara qədər bu yanaşma 300 °C-dən yuxarı yüksək iş temperaturu, hidrogenin udulması və desorbsiyasının zəif geri çevrilməsi və performansı azaldan arzuolunmaz yan reaksiyalar ilə məhdudlaşırdı.

Praktiki tətbiqlərə qapı aça biləcək əhəmiyyətli bir inkişafda, Elm Tokio İnstitutundan (Science Tokyo), Yaponiyanın tədqiqatçıları, təxminən 90 °C-də çox daha aşağı temperaturda işləyə bilən hidrogen batareyası hazırladılar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=1100001614&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758272278&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-09-barriers-hydrogen-storage-temperature-battery.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758272275024&bpp=1&bdt=163&idt=865&shv=r20250918&mjsv=m202509110101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1758272275%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1758272275%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3D878d521b85743f4c%3AT%3D1751526237%3ART%3D1758272275%3AS%3DAA-AfjZCLruwaFzoQORvGPwXS3Y2&prev_fmts=0x0%2C1905x945&nras=2&correlator=4666442168327&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1763&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95370628%2C95370775%2C95371225%2C95371811%2C95371815%2C95344787%2C95360684%2C95368093%2C95371230&oid=2&pvsid=1705673467661751&tmod=868222189&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=3273

“Science” jurnalında dərc olunan tədqiqat Tokio Elm İnstitutunun Bütün Bərk Ciddi Batareya Tədqiqat Mərkəzində tədqiqatçı alim doktor Takashi Hirose, assistent professor Naoki Matsui və institut professoru Ryoji Kanno tərəfindən idarə olunan tədqiqat qrupu tərəfindən aparılıb.

_{“Biz Mg–H 2} batareyasının yüksək tutumlu, aşağı temperaturda və geri dönən hidrogen qazının udulması və buraxılmasına nail olmaqla təhlükəsiz və səmərəli hidrogen enerji saxlama cihazı kimi işini nümayiş etdirdik ” dedi Matsui.

Bu akkumulyatorun yeniliyi hidrogen ionlarını , xüsusilə hidrid ionlarını (H ^– ) səmərəli şəkildə nəql edə bilən Ba _0,5 Ca _0,35 Na _0,15 H _{1,85 olan} bərk elektrolitindədir . Bu material superion keçiriciliyi ilə məşhur olan anti-α-AgI tipli kristal quruluşa malikdir.

Bu quruluşda barium, kalsium və natrium bədən mərkəzli mövqeləri tutur, H isə ^üz paylaşan tetrahedral və oktaedral yerlərdən keçərək onların sərbəst miqrasiyasına imkan verir. Testlər göstərdi ki, material otaq temperaturunda yüksək ion keçiriciliyinə (2,1 × 10 ^-5 S sm ^-1 ) və elektrokimyəvi sabitliyə malikdir, bu da sistemi hidrogenin uzunmüddətli saxlanması və buraxılması üçün effektiv edir.

Batareyanın dizaynında anod kimi MgH ₂ və katod kimi hidrogen (H ₂ ) qazı istifadə olunur. Doldurma zamanı MgH _{2 H} ^– buraxır , bu da Ba _0,5 Ca _0,35 Na _0,15 H _1,85 elektrolit vasitəsilə H _{2 elektroduna miqrasiya edir və burada H 2} qazını buraxmaq üçün oksidləşir .

Boşaltma zamanı bunun əksi baş verir: katoddakı H _{2 qazı H} ^– -ə qədər azalır , bu da elektrolitdən anoda doğru hərəkət edir və MgH ₂ əmələ gətirmək üçün Mg ilə reaksiya verir .

Bu proses hüceyrəyə H _2-ni 100 °C-dən aşağı idarə oluna bilən temperaturda lazım olduqda həm saxlamağa, həm də buraxmağa imkan verir. Bu hüceyrədən istifadə edərək, tədqiqatçılar təkrar dövrlər ərzində MgH ₂ , təxminən 2,030 mAh g ^{-1 , 7,6 wt.% H} ₂ ekvivalenti olan tam nəzəri saxlama qabiliyyətinə çata bildilər .

Ənənəvi bərk vəziyyətdə hidrogen saxlama üsulları böyük məhdudiyyətlərlə üzləşmişdir. İstiliklə idarə olunan udma və desorbsiya hidrogeni buraxmaq və ya tutmaq üçün 300 ilə 400 °C arasında çox yüksək iş temperaturu tələb edirdi ki, bu da prosesi enerji tutumlu və gündəlik istifadə üçün qeyri-mümkün etdi.

Daha aşağı temperaturda maye elektrolitlərlə elektrokimyəvi anbardan istifadə edən alternativ yanaşma, zəif hidrogen-ion nəqlindən əziyyət çəkirdi, bu da materialların nəzəri saxlama qabiliyyətinə yaxın bir yerə çata bilməyəcəyini bildirirdi. Nəticədə, hər iki yanaşma hidrogen saxlanması üçün səmərəli, geri çevrilə bilən və aşağı temperaturlu bir həll təmin edə bilmədi.

Hirose izah edir: “Bizim hidrogen saxlama akkumulyatorumuzun bu xüsusiyyətləri əvvəllər ənənəvi istilik üsulları və ya maye elektrolitlər vasitəsilə əldə edilə bilməzdi, bu da enerji daşıyıcıları kimi istifadə üçün uyğun olan səmərəli hidrogen saxlama sistemləri üçün zəmin yaradır”.

Belə bir akkumulyator hidrogenlə işləyən nəqliyyat vasitələrinə və karbonsuz sənayelərə imkan verən hidrogenlə işləyən gələcəyin açarı ola bilər.

Daha çox məlumat: Takashi Hirose et al, H-keçirici bərk elektrolitlərdən istifadə edərək yüksək tutumlu, geri çevrilə bilən hidrogen anbarı, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adw1996 . www.science.org/doi/10.1126/science.adw1996

Jurnal məlumatı: Elm Tokio Elm İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir