東京工業大学の科学者らは、ホウ化水素のシートに貯蔵された水素が電気化学的に効率的に放出できることを発見した。一連の実験を通じて、これらのシートを有機溶媒に分散させ、小さな電圧を印加するだけで、貯蔵された水素をすべて効率的に放出するのに十分であることを実証しました。この研究結果は、ホウ化水素シートが近いうちに、よりクリーンで持続可能な燃料である水素を貯蔵および輸送するための安全で便利な方法になる可能性があることを示唆しています。
Small 誌に掲載されたこの研究論文は、実用的な水素キャリアとしてのホウ化水素 (HB) シートの可能性について調査済みであることを報告しています。
世界中の科学者は化石燃料に代わるよりクリーンな燃料を探しており、多くの人が水素が最善の策であると信じています。 2 原子二水素 (H2) としての水素は、燃焼または燃料電池で駆動される環境に優しいエネルギー資源として、車両や発電所で使用できます。
水素が放出されるしくみ
一方、H2 を安全かつ効率的に保管および輸送することは依然として課題です。圧縮水素ガスには爆発や漏洩の重大な危険性があり、液体水素は極低温に保つ必要があり、非常に高価です。
新しい概念ではありませんが、はるかに効率的になりました
HB プレートに水素を貯蔵することはまったく新しい概念ではなく、水素キャリアとしての潜在的な用途の多くの側面がすでに研究されています。
ただし、難しいのはプレートから水素を取り出すことです。 HB シートから H2 を放出するには、高温に加熱するか、強い紫外線 (UV) を照射する必要があります。しかし、どちらのアプローチにも、エネルギー消費量が多い、H2 放出が不完全であるなどの固有の欠点があります。
そこでチームは、電気化学的放出という代替手段の可能性に関する研究を開始しました。
研究チームは、HBシートからのUV誘起H2放出のメカニズムを考慮して、電源を使用してカソード電極からHBナノスケルトンに電子を注入することが、UV照射や加熱と比較してH2放出の優れた方法である可能性があると仮説を立てた。
この理論に基づいて、研究者らは有機溶媒であるアセトニトリルにHBシートを分散させ、その分散液に制御された電圧を印加した。実験により、電気化学システムに注入された電子のほぼすべてが、HB シートの H+ イオンを H2 分子に変換するために使用されたことが明らかになりました。
注目すべきことに、化学エネルギーに変換される電気エネルギーの量を測定するこのプロセスのファラデー効率は 90% を超えていました。
研究チームは同位体追跡実験も実施し、電気化学的に放出されたH2がHBプレートから生じたものであり、別の化学反応から生じたものではないことを確認した。
このシステムにより、重いタンクを使用したり、液体水素を非常に低温で使用するという問題を引き起こしたりすることなく、比較的大量の水素を安全かつ効率的に輸送でき、システムが使用されていないときの大気中への危険な拡散を回避できます。
水素の利用は大きく前進しましたが、最終段階である水素自体をどうやって入手するかという解決策はまだ見えていません。
Telegram チャネルのおかげで、新しい経済シナリオ記事の発行に関する最新情報を入手できます。
日本の科学者が水素を安全かつ安価に貯蔵および放出する方法を発見したという記事は、経済シナリオから来ています。
これは、Fri, 22 Mar 2024 11:00:22 +0000 の https://scenarieconomici.it/scienziati-giapponesi-trovano-un-sistema-per-immagazzinare-e-rilasciare-idrogeno-in-modo-sicuro-ed-economico/ で Scenari Economici に公開された記事の自動翻訳です。