Orientări specifice pentru catalizatorii anti-evaporare în tehnologia de stocare a hidrogenului

1. O echipă de cercetare formată din NIMS și Institutul de Tehnologie din Tokyo a identificat materiale capabile să catalizeze conversia orto-hidrogenului în para-hidrogen. Acești catalizatori ar trebui să fie necesari pentru propagarea transportului în masă/depozitarea hidrogenului lichid.

2. Hidrogenul a devenit larg acceptat ca sursă de energie alternativă la combustibilii fosili. că ea Monetizare (la temperaturi sub -253°C sub presiune peste o atmosferă) își poate reduce semnificativ volumul, făcându-l potrivit pentru transport și depozitare. Moleculele de hidrogen (H₂) – fiecare este format din doi atomi de hidrogen – și există în două izoforme: orto- și para-H₂. În condiții normale, orto- și para-H₂ Prezent într-un raport de 3:1, cu orto-H₂ Puțin mai instabil energetic decât Para-H₂. Răcire treptată H₂ La temperatura de lichefiere provoacă toate orto-H₂ Pentru a converti la paragraful H₂producția de lichid stabil H₂.

3. Răcirea rapidă a H₂ Sub presiune ridicată – necesară pentru lichefiere – conversia din orto în para este întârziată în timpul procesului de răcire, lăsând cantități mari de orto-H₂ În lichid h₂ produs. Restul orto-H₂ Moleculele continuă izomerizarea la H₂ În timpul depozitării, ceea ce duce la evaporarea parțială a lichidului H₂ Rezultă o pierdere semnificativă a H₂ Și energie. Alegerea catalizatorilor adecvați înainte de procesul de lichefiere poate rezolva această problemă datorită conversiei accelerate de la orto la para. Cu toate acestea, catalizatorii existenți nu au fost capabili să accelereze suficient conversia, așa că a fost de dorit să se dezvolte catalizatori mai eficienți.

4. Această echipă de cercetare a evaluat capacitatea a peste 170 de solide – inclusiv metale și cristale ionice – de a cataliza conversia orto-la-para. Drept urmare, echipa a descoperit că oxidul de mangan (Mn₃Hei₄) și oxidul de cobalt (CoO) au prezentat performanțe catalitice mult mai mari decât catalizatorii convenționali pe bază de oxid de fier. În plus, echipa a identificat factori cheie care influențează activitățile catalitice ale acestor materiale în accelerarea procesului de conversie orto-la-para.

5. Lichefierea hidrogenului este esențială pentru transportul pe mare a hidrogenului pe distanțe lungi de la marii producători/exportatori de hidrogen (în special, Australia și Orientul Mijlociu) până la importatorii de hidrogen, cum ar fi Japonia. Orientările de proiectare a catalizatorului și catalizatorii de înaltă performanță dezvoltați în acest proiect de cercetare sunt de așteptat să ajute Japonia să avanseze cu planul său de a pune în practică conceptul economiei hidrogenului.