Физики из Пекинского университета (КНР) и Университета Содружества Вирджиния (США) составили теоретическое описание перспективного материала для хранения водорода.

Новый пористый материал, по словам учёных, должен иметь компромиссные параметры, расширяющие область его применения, и будет отличаться от исследованных ранее гидридов лёгких металлов, углеродных нанотрубок и металлоорганических каркасных структур . Если гидриды могут запасать около 20 весовых процентов H 2 , но не годятся для повторного использования и позволяют извлекать водород только при высоких температурах, то нанотрубки и каркасные структуры допускают многократное использование, но эффективно работают лишь в условиях низких температур. «Когда химическая связь слишком сильна, водород высвобождается только при нагревании, а слишком слабые связи делают схему его хранения ненадёжной при комнатной температуре, — комментирует руководитель исследования Цян Сунь (Qiang Sun). — Оптимальным вариантом будет, очевидно, некая средняя энергия связи».

Пытаясь отыскать такой «универсальный» материал, авторы смоделировали характеристики металлосодержащих пористых листов, методика изготовления которых описана в двух статьях , недавно опубликованных в Journal of the American Chemical Society . Упомянутые листы представляют собой комплексы фталоцианинов — высших гетероциклических соединений, часто используемых в качестве красителей и пигментов, — с переходным металлом. Атомы металла, равномерно распределяющиеся по объёму материала, должны способствовать адсорбции водорода.

Красным показаны теоретические характеристики нового материала — объём хранимого водорода, выраженный в весовых процентах. (Иллюстрация из журнала Applied Physics Letters.)

Расчёты проводились для группы из десяти материалов, в состав которых попадали переходные металлы, лежащие между скандием и цинком. Как оказалось, при использовании фталоцианина и скандия, самого лёгкого из выбранных элементов, пористые листы могут хранить до 4,6 весового процента водорода в условиях комнатной температуры (298 К) и повышенного давления (100 бар). В ближайшем будущем учёные хотят проверить эти результаты на практике.