Свет вместо давления: новый способ хранения водорода из Японии

Японские ученые разработали революционный материал – слоистый водородный силикан (L-HSi), который способен безопасно хранить водород и высвобождать его под действием обычного света. Это открытие может стать решением одной из ключевых проблем, тормозящих развитие глобальной водородной экономики – эффективной и безопасной транспортировки топлива.

Существующие методы хранения водорода имеют серьезные недостатки. Баллоны с газом под высоким давлением громоздки и несут риск взрыва, а хранение в сжиженном виде требует поддержания экстремально низких температур, что очень энергозатратно. Другие носители, например аммиак, хоть и обладают высокой плотностью водорода, но токсичны, вызывают коррозию и требуют значительной энергии для извлечения топлива.

Новый материал L-HSi представляет собой стабильный порошок, состоящий из кремния и водорода. Он легок и отличается высокой весовой емкостью по водороду – 3,44%. Его уникальность заключается в способности высвобождать водород при комнатной температуре и нормальном давлении. Для запуска реакции достаточно направить на материал свет от солнца или обычной светодиодной лампы.

В ходе исследования, результаты которого опубликованы в журнале Advanced Optical Materials, группа ученых из Institute of Science Tokyo, Kindai University и Университета Цукубы поместила порошок L-HSi в реактор и осветила его. При этом было зафиксировано активное выделение газообразного водорода. Детальный анализ подтвердил, что процесс запускается не за счет нагрева, а благодаря прямой фотохимической реакции, которую вызывает свет с длиной волны менее 600 нм.

Во время длительных экспериментов материал смог высвободить около 46,7% связанного водорода, причем эффективно работали даже маломощные и экономичные источники света. L-HSi открывает новое направление в создании безопасных, легких и энергоэффективных систем хранения водорода. В дальнейшем исследователи сосредоточатся на повышении возможности многократного использования материала и разработке технологий для его масштабирования и практического применения.