Wie sich die vorgeschlagenen Nanocluster auf eine Schachtel leckerer Pralinen beziehen (MailOnline)

Ein Team von Wissenschaftlern hat eine innovative Methode zur Speicherung von Wasserstoffgas in speziell entwickelten 'Nanoclustern'.

Die winzigen Kammern imitieren eine Schachtel ausgefallener Pralinen und ermöglichen eine sichere Lagerung des flüchtigen Gases.< /p>

Es wird erwartet, dass Wasserstoff ein wichtiger Akteur in der Welt der nachhaltigen Kraftstoffe wird und schließlich Flugzeuge, Boote und Autos antreiben könnte.

Das Element hat einen attraktiv hohen Energiegehalt pro Gewichtseinheit, etwa drei mal so hoch wie Benzin. Und das einzige Nebenprodukt eines wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs ist Wasserdampf.

Leider ist Wasserstoff aufgrund seiner Flüchtigkeit schwierig zu speichern und zu transportieren. Es muss entweder in einem Tank mit einem Druck von etwa dem 700-fachen des atmosphärischen Drucks auf Meereshöhe enthalten sein oder alternativ auf etwa -253 °C gekühlt werden.

Aber die Wissenschaftler des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY) sagen, ihre Lösung von Nanoclustern – jeder nur wenige Atome groß – sei die bessere Option.

Innovative ‘Nanopartikel-Pralinen’ Wasserstoff sicher lagern

Ein einzelner Nanocluster, von der Seite gesehen. Die roten Atome sind Iridium, blauer Kohlenstoff und die gelben und grauen Atome sind Palladium. (Credits: Franz et al./ACS Nano)

Die Cluster werden aus Palladiumpartikeln erzeugt und der Wasserstoff wird auf der Oberfläche jedes einzelnen eingefangen. Das Team sagt, dass dies bedeutet, dass Wasserstoff bei Umgebungstemperaturen gespeichert werden kann.

Unter jedem Cluster befindet sich eine Schicht Graphen (eine dünne Schicht aus Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Muster angeordnet sind) und darunter eine Iridiumbase.

Um auf unsere Schokoladenmetapher zurückzukommen, es ist wie das Seidenpapier, das die Süßigkeiten und die Schachtel selbst trennt.

Innovative ‘Nanopartikel-Pralinen’ vorgeschlagen, um Wasserstoff sicher zu speichern

Denken Sie an diese wissenschaftliche Theorie als eine große Schachtel Pralinen (Credits: Shutterstock)

Von Palladium ist seit einiger Zeit bekannt, dass es Wasserstoff aufsaugt, aber das Problem ist, dass es zu weit geht.

Wenn nur so kleine Mengen Palladium verwendet werden, haftet der Wasserstoff an der Oberfläche und ist nicht hineingesaugt. Um es freizugeben, müssen die Cluster nur noch erhitzt werden.

Graphen und Iridium halten die Struktur währenddessen stabil.

'Wir sind in der Lage binden die Palladiumpartikel im Abstand von nur zweieinhalb Nanometern an das Graphen an“, berichtet Andreas Stierle, der das DESY NanoLab leitet.

“Dies führt zu einer regelmäßigen, periodischen Struktur.” 

Innovative ‘Nanopartikel-Pralinen’ vorgeschlagen, um Wasserstoff sicher zu speichern

Graphen und Iridium bilden das Seidenpapier und die Schokolade box (Credits: DESY/Andreas Stierle)

'Als nächstes wollen wir herausfinden, welche Speicherdichten mit dieser neuen Methode erreicht werden können', so Stierle.

Allerdings müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden, bevor es zur praktischen Anwendung kommt. Zum Beispiel könnten andere Formen von Kohlenstoffstrukturen ein besser geeigneter Träger als Graphen sein.

Das Team erwägt die Verwendung von Kohlenstoffschwämmen mit winzigen Poren, in die erhebliche Mengen Palladium passen könnten.

Keine Sorge, wir machen finde immer noch einen Weg, es durch die Analogie zu Schokolade zu erklären.

 

DITER SHELENBERG

By DITER SHELENBERG

Autor Dieter Shelenberg shelenberg@lzeitung.com Diter Shelenberg ist seit 2013 als Reporterin am News Desk tätig. Zuvor schrieb sie über junge Adoleszenz und Familiendynamik für Styles und war Korrespondentin für rechtliche Angelegenheiten für das Metro Desk. Bevor Diter Shelenberg zu Lzeitung.com kam, arbeitete er als Redakteur bei der Village Voice und als freier Mitarbeiter für Newsday tel +(41 31)352 05 21