AZ 
Nanomühəndislik materialları otaq temperaturunda hidrogen saxlaya və buraxa bilər
İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən
Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib
Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin
Dehidrogenləşdirilmiş nümunənin struktur və morfoloji xarakteristikası. Kredit: Nature Nanotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02150-z.
Dünyadakı enerji mühəndisləri Yer kürəsində istixana qazı tullantılarının azaldılmasına və iqlim dəyişikliyinin qarşısının alınmasına kömək edə biləcək müxtəlif yeni texnologiyalar üzərində işləyirlər. Benzin, dizel və təbii qaz kimi qazıntı yanacaqlarının çirkləndirilməsinə təklif olunan alternativlərdən biri hidrogendir.
Hidrogen, yanacaq elementlərini, yəni yanacağın kimyəvi enerjisini yandırmadan birbaşa elektrik enerjisinə çevirən cihazları işlətmək üçün istifadə edilə bilən təmiz bir yanacaqdır. Hidrogen yanacaq elementləri daxili yanma mühərriklərini əvəz edə bilər və xüsusilə avtobuslar, yük maşınları və hətta qatarlar kimi elektrikli ağır nəqliyyat vasitələrinin inkişafı üçün faydalı ola bilər.
Potensialına baxmayaraq, hidrogenin təhlükəsiz və etibarlı şəkildə saxlanması indiyə qədər çətin olub. Hidrogeni saxlamağın bir yolu hidrogen daşıyıcılarının, yəni hidrogeni uda və buraxa bilən materialların istifadəsini əhatə edir. Bu materiallar hidrogeni müvəqqəti olaraq saxlamaq və istədiyiniz yerlərə daşımaq üçün istifadə edilə bilər.
Hidrogenin olduqca yüksək miqdarını saxlaya bilən bir material litium borohidriddir (LiBH4 ) . Bu material , bor və litium hidridinin (LiH) əmələ gəlməsi ilə nəticələnən dehidrogenləşmə adlanan bir proses vasitəsilə hidrogen buraxır .
Hidrogen buraxdıqdan sonra materialın təkrar istifadəsi üçün bor və LiH hidrogenləşmə adlanan bir proses vasitəsilə hidrogen qazı (H2) ilə reaksiyaya girməlidir . Lakin bor və LiH bu reaksiyaya yüksək dərəcədə davamlıdırlar ki, bu da çoxlu enerji sərf etmədən hidrogenləşmənin həyata keçirilməsini çətinləşdirir.
Zhejiang Universiteti, Fudan Universiteti və digər institutların tədqiqatçıları bu yaxınlarda otaq temperaturunda hidrogenləşməni etibarlı şəkildə təmin edə biləcək yeni bir nanomühəndislik strategiyası təqdim etdilər.
Onların yanaşması, Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunmuş bir məqalədə təqdim olunur və ultra incə LiBH4 nanopartiküllərini və çox kiçik nikel atom qruplarını birləşdirən yeni materialların sintezinə əsaslanır .
Xin Zhang, Guenglin Xia və həmkarları məqalələrində yazırdılar ki, “LiBH 4 yüksək hidrogen saxlama qabiliyyətinə görə perspektivli bir hidrogen daşıyıcısıdır”.
“Lakin, onun dehidrogenləşmə məhsulları olan bor və LiH-nin dihidrogen molekullarına qarşı aşağı reaktivliyi borhidridlərin regenerasiyasını olduqca çətinləşdirir. Nəzəri olaraq, H2-nin H atomlarına dissosiasiyasının və aktiv B sünbül atomları (aşağı koordinasiya və yüksək reaktivliyə malik səthdən çıxan bor atomları) tərəfindən adsorbsiyasının H2 və B arasındakı birbaşa reaksiyadan daha çox B-H rabitəsinin əmələ gəlməsi üçün ilkin şərt olduğunu aşkar edirik .”B lövhəsinin , B 72 , B 228 və B 528 strukturları , eləcə də müxtəlif ümumiləşdirilmiş koordinasiya nömrələrinə malik H adsorbsiya sahələri (körpü sahələri, B1–B4; sünbül sahələri S1–S5). Mənbə: Nature Nanotechnology (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02150-z
LiBH4 nanopartiküllərinin və nikel katalizatorlarının birləşdirilməsi
Tədqiqatlarının ilk addımı olaraq, Zhang, Xia və həmkarları hidrogenin atom səviyyəsində borla necə reaksiya verdiyini daha yaxşı anlamaq üçün əvvəlcə nəzəri hesablamalar apardılar. Onların hesablamaları bor və hidrogen arasında yeni əlaqələrin əmələ gəlməsi üçün vacib olan B sünbül atomları adlanan yüksək reaktiv səth bor atomlarının müəyyən edilməsinə gətirib çıxardı.
Tədqiqatçılar bor atomlarının ölçüsünün də hidrogenləşmə prosesində rol oynadığını proqnozlaşdırdılar. Xüsusilə, onlar ultra kiçik bor hissəciklərinin daha böyük hissəciklərə nisbətən hidrogenləşməsinin daha asan olacağını aşkar etdilər.
Müəlliflər izah ediblər ki, “B qruplarının ölçüsü azaldıqca B sünbül atomlarının nisbəti eksponensial olaraq artır və bu da B hissəcik ölçüsünün ultra kiçik miqyasda azaldılmasının hidrogenləşmə reaktivliyini artırmaq üçün vacib olduğunu göstərir”.
“Beləliklə, biz hidrogen saxlama üçün 3 nm Ni katalitik klasterləri ilə bəzədilmiş ultra incə LiBH4 nanopartiküllərindən ibarət nanokompozitləri eksperimental olaraq sintez edirik.”
Nanokompozitlər, standart materialın matrisinə kiçik hissəciklər və ya liflər (adətən ölçüsü 100 nm-dən kiçik) daxil edən toplu materiallardır. Müəlliflər tərəfindən sintez edilən materiallar, təxminən 3 nm ölçüsündə ultra incə LiBH4 nanopartiküllərindən və nikel klasterlərindən ibarətdir .
Zhang, Xia və həmkarları yazırdılar ki, “Dehidrogenləşmə zamanı bu nanokompozitlər 5-10 nm miqyasda yaxınlıqda B və LiH klasterləri əmələ gətirir, Ni klasterləri isə toxunulmaz qalır”.
“Ni klasterləri yalnız H2- nin H2 atomlarına ayrılmasını asanlaşdırmır , həm də B klasterləri ilə güclü qarşılıqlı təsir göstərir və B-B bağını zəiflədir ki, bu da 100 bar H2 altında 30 °C-yə qədər aşağı temperaturda B/LiH-nin LiBH4-ə geri hidrogenləşməsinə imkan verir . “
Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .
Hidrogenin saxlanması üçün perspektivli bir yol
Tədqiqatçılar yeni sintez edilmiş nanokompozitlərindən istifadə edərək, 30°C-yə qədər temperaturda B/LiH-nin hidrogen qazı ilə qarşılıqlı təsirindən LiBH4-ün regenerasiyasını nümayiş etdirdilər. Bu, əlamətdar bir nailiyyətdir, çünki indiyə qədər hidrogenləşmə və LiBH4 regenerasiyası materialların xeyli yüksək temperaturlara qədər qızdırılmasını tələb edirdi ki, bu da xeyli enerji sərf edə bilər.
Zhang, Xia və həmkarları tərəfindən təklif edilən nanomühəndislik yanaşması nəticədə hidrogeni daha aşağı temperaturda etibarlı şəkildə saxlaya bilən digər perspektivli materiallar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.
Gələcəkdə bu tədqiqat, hidrogenin səmərəli saxlanmasını və uzun məsafələrə daşınmasını təmin etməklə, real mühitlərdə hidrogen yanacaq elementlərinin davamlı yerləşdirilməsinə töhfə verə bilər.
Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .
Nəşr detalları
Xin Zhang və digərləri, Bor nanoklasterlərinin otaq temperaturunda hidrogen saxlanması, Təbiət Nanotexnologiyası (2026). DOI: 10.1038/s41565-026-02150-z .
Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası
