tərəfindən Nik Papageorgiou, Ecole Polytechnique Federale de Lozanne

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriA) TBABH, AB-nin FT-İQ spektrləri və onların müxtəlif molyar nisbətlərə malik fiziki qarışıqları. B) TBABH ilə qarışdıqda AB simmetrik N−H və asimmetrik B−H əyilmə pik mövqelərinin təkamülü. C) TBABH-AB 1-2.5-də 1H NMR kimyəvi sürüşmələrinin onun tərkib hissələri ilə müqayisəsi. D) B3LYP/6-311++G(d,p) istifadə edərək 1-2 TBABH-AB DES-in qaz fazasının optimallaşdırılmış molekulyar strukturu. E) AB və TBABH arasında molekullararası H−H bağlanma məsafəsi. H, ağ; C, boz; N, mavi; B, çəhrayı. Kredit: Təkmil Materiallar (2025). DOI: 10.1002/adma.202502566

EPFL və Kyoto Universitetinin tədqiqatçıları iki sadə kimyəvi maddənin qarışdırılması nəticəsində əmələ gələn sabit hidrogenlə zəngin maye yaradıblar. Bu sıçrayış hidrogenin saxlanmasını otaq temperaturunda daha asan, təhlükəsiz və daha səmərəli edə bilər.

Hidrogen gələcəyin təmiz yanacağı ola bilər, lakin onu laboratoriyadan gündəlik həyata keçirmək o qədər də asan deyil. Hidrogenlə zəngin materialların əksəriyyəti otaq temperaturunda bərkdir və ya onlar yalnız yüksək təzyiq və ya donma temperaturu kimi ekstremal şəraitdə maye halına gəlir.

Çoxlu hidrogen saxlaya bilən bərk, hidrogenlə zəngin birləşmə olan ammonyak bor kimi materiallar belə çətindir, çünki onlar hidrogeni yalnız qızdırıldıqda buraxır və çox vaxt arzuolunmaz əlavə məhsullar əmələ gətirir.

Normal temperaturda sabit qalan hidrogenlə zəngin maye hazırlamaq hidrogenin saxlanmasını və daşınmasını çox asanlaşdıra bilər. Əslində, mövcud saxlama materiallarının kimyəvi tərkibini dəyişdirərək və ya hidrogenin daha asan sərbəst buraxılmasına kömək edən maddələr əlavə etməklə hidrogen anbarını yaxşılaşdırmaq üçün səylər göstərilmişdir.

Perspektivli sahələrdən biri dərin eutektik həlledicilərdir (DES), bu qarışıqlar inqrediyentlərindən daha aşağı temperaturda əriyir. Bu, hidrogenin saxlanması üçün vacibdir, çünki DES-lər bərk hidrogenlə zəngin materialları daha aşağı temperaturda asan idarə olunan mayelərə çevirə bilər . İndiyə qədər bu DES-lərin heç biri xüsusilə hidrogenlə zəngin olan hidrid komponentlərindən istifadə etməmişdi və daha çox hidrogeni maye şəklində saxlamaq üçün yeni yollar aça bilərdi .

EPFL-də professor Andreas Züttel və Kyoto Universitetində Satoshi Horike qruplarından olan elm adamları hidrid əsaslı DES-in ilk nümunəsini inkişaf etdirdilər: şəffaf, sabit hidrogenlə zəngin maye, otaq temperaturunda maye olaraq qalır. Yeni DES, ABŞ Energetika Departamentinin 2025-ci il üçün təyin etdiyi hidrogen saxlanması üçün bir sıra texniki hədəfləri üstələyən, çəki ilə 6,9%-ə qədər hidrogen ehtiva edə bilər.

Tədqiqat Advanced Materials jurnalında dərc olunub .

Yeni DES hazırlamaq üçün tədqiqatçılar otaq temperaturunda hansı kombinasiya(lar)ın maye qalacağını müəyyən etmək üçün müxtəlif miqdarda ammonyak boranı və tetrabutilammonium borhidridi fiziki olaraq qarışdırdılar. Düzgün nisbət (50% ilə 80% arasında ammonyak bor) amorf qalan sabit bir maye istehsal etdi, yəni soyuq temperaturda belə yenidən kristallar əmələ gətirmədi .

Tədqiqatçılar spektroskopiyadan istifadə edərək molekulların güclü hidrogen bağları yaratdığını, onların adi bərk strukturunu parçaladığını və qarışığı mənfi 50°C-yə qədər maye saxladığını təsdiqlədilər. Testlər göstərdi ki, yeni maye yalnız 60°C-yə qədər qızdırıldıqda hidrogeni buraxa bilər ki, bu da hidrogenlə zəngin bərk maddələrin əksəriyyətindən xeyli aşağıdır. Bu o deməkdir ki, hidrogenə daha asan və səmərəli şəkildə daxil olmaq, saxlama və istifadəni real dünya tətbiqləri üçün daha praktik edir.

Ammonyak borunu tetrabutilamonium borhidridlə qarışdırmaq, normal şəraitdə kristallaşmayan yeni, hidrogenlə zəngin maye yaradır. Mayenin şüşəsi halına gəldiyini ifadə edən şüşə keçidi -50°C-də baş verir ki, bu da gündəlik şərtlərimizdən çox aşağıdır.

Qarışıq quru saxlandıqda həftələrlə sabit qalır və onun sıxlığı oxşar mayelər üçün bildirilən ən aşağı göstəricilər arasındadır. Qızdırıldıqda, çoxlu çirklər yaratmadan nisbətən aşağı temperaturda təmiz hidrogen qazı buraxır. Yalnız ammonyak bor hissəsi əvvəlcə parçalanır, yəni qarışığın hissələri yenidən istifadə edilə bilər.

Bu yeni DES hidrogen saxlama və nəqlini daha sadə və təhlükəsiz edə bilər. Sənaye müəssisələri yüksək təzyiqli çənlərə və ya super soyuq mayelərə etibar etmək əvəzinə , otaq temperaturunda sabit, idarə olunması asan hidrogen daşıyıcılarından istifadə edə bilər.

Hidrogen anbarından başqa, bu nəticələr kimyəvi istehsal və ya yaşıl enerji kimi digər istifadələr üçün yeni xüsusi mayelərə səbəb ola bilər. Kəşf həm hidrogen tədqiqatı, həm də praktik enerji texnologiyası üçün yeni istiqamətlər açır.

Daha çox məlumat: Loris Lombardo və digərləri, Kompleks Hidridlərdən əmələ gələn Deep Eutectic Solvents: A New Class Hidrogen-Rich Liquid, Advanced Materials (2025). DOI: 10.1002/adma.202502566

Jurnal məlumatı: Təkmil materiallar Ecole Polytechnique Federale de Lausanne tərəfindən təmin edilmişdir