Складирањето на водородот моментално е еден од најголемите предизвици, со оглед на широката распространетост на водородот како носач на енергија и научниците се надеваат дека новата стратегија ќе претставува сигурно и евтино решение за овој проблем.
Како што објаснуваат истражувачите, водородот има многу висока енергетска густина на масата, но многу ниска волуменска густина. Високата енергетска густина на масата, која е најмалку три пати поголема од таа од другите хемиските горива, го прави водордот многу погоден како носач на енергија. Сепак, поради неговата мала волуменска густина, многу е тешко да се складираат големи количини водород во мал простор. За да се надмине овој проблем, водородот често се складира под висок притисок или ниска температура, но и овие методи на складирање претставуваат значителен предизвик.
Новиот систем за складирање работи во амбиентални услови и го складира водородот во изобилство од лесни и евтини молекули наречени јаглеводороди. Истражувачите покажале дека на бензенот(C6H6) може да му се додадат шест водородни атоми, преку процес на „хидрогенизација”, со што се добива циклохексан(C6H12) кој служи како носач на водородот. Со обратен процес, циклохексанот се „дехидрогенизира“ со одземање на шесте јаглероди кои се достапни за користење во уредите за складирање на енергија и за друга примена.
Оваа техника на складирање на водородни атоми во јаглеводороди не е нова, но бидејќи за да се одвива процесот на дехидрогенација потребно е големо количество на енергија, во сегашните верзии, секогаш се потребни високи температури за да се ослободи водородот. Бидејќи реакциите што се одвиваат на високите температури не се соодветни за практична примена, истражувачите овој пат покажале дека сончевата енергија може да се искористи за да се изврши дехидрогенацијата на амбиентални температури. Во процесот се користат наночестички на база на платина како фотокатализатори. По апсорпцијата на дојдовните фотони, наночестичките привремено ги „даваат“ своите фотоексцитирани електрони на молекулите на циклохексанот, кинејќи ги врските јаглерод-водород и ги ослободуват водородните атоми без да има потреба од употреба на високи температури.
Тестирањата покажале дека овој процес на дехидрогенација кој се одвива под дејство на светлина, се случува многу брзо (во рок од неколку секунди), претворајќи 99% од циклохексанот во бензен и има квантна ефикасност (произведен H2 по искористен фотон) од 6,0%. За да го започнат процесот, истражувачите едноставно го отстраниле изворот на светлина, предизвикувајќи на тој начин водородните атоми повторно да се прикачат назад на бензенот. Со оваа метода 97% од безенот може да се претвори повторно во циклохексан, а циклусот може да се повторува.
Истражувачите очекуваат дека оваа стратегија е попогодна за неподвижните уреди, како на пример за складирање и транспорт на енергијата произведена од ветерните турбини и другите алтернативни извори на енергија, отколку за возилата, поради тоа што е потребна сончева светлина да го ослободи водородот.
Универзитетот Мекгил поднел барање за добивање привремен патент за оваа технологија. Во иднина, научниците планираат да го подобрат системот за складирање на водород, преку намалување на количината на платина потребна за фотокатализаторот и да развијат и други поевтини алтернативи.
Наодите беа објавени во неодамнешното издание на „Journal of the American Chemical“ Society.
