Sam wodór ma ogromny potencjał. Jego spalanie dostarcza energii, jednocześnie nie prowadząc do powstawania szkodliwych dla środowiska gazów cieplarnianych. Produktem ubocznym jest głównie para wodna, dlatego inżynierowie dokładają wszelkich starań do jego popularyzacji w odniesieniu do samochodów. Niestety, na drodze do upragnionego celu stoi kilka problemów.
Czytaj też: Produkują energię jak na Słońcu. To paliwo stanowi asa w rękawie naukowców
Co najmniej jeden z nich mógłby się już wkrótce okazać nieaktualny. Chodzi o kwestie związane z jego magazynowaniem. Wodór wymaga bowiem dużo miejsca, przez co trudno jest go nie tylko przechowywać, ale i transportować. Oczywiście można wykorzystać sprężanie takiego paliwa pod wysokim ciśnieniem, lecz takie podejście generuje dodatkowe koszty, nie wspominając o dodatkowym ryzyku.
Wśród proponowanych metod, które miałyby pozwolić na rozwiązanie problemu wymienia się wykorzystanie tzw. struktur metaloorganicznych, kowalencyjnych struktur organicznych oraz porowatych polimerów organicznych. Każdy z przytoczonych materiałów posiada porowatą strukturę, dzięki czemu mogłyby świetnie sprawdzać się w wychwytywaniu i magazynowaniu wodoru w formie gazowej.
Organiczne kryształy supramoleukalarne mogłyby być wykorzystywane w celu wydajnego i bezpiecznego przechowywania paliwa wodorowego
Obiecującym kandydatem wydają się organiczne kryształy supramolekularne powstające z cząsteczek organicznych. Niestety, kiedy w grę wchodzi projektowanie takowych o zrównoważonych dużych powierzchniach grawimetrycznych i objętościowych – i to z zachowaniem stabilności – to zaczynają się schody. Inżynierowie z Azji z Ameryki Północnej stojący za publikacją zamieszczoną w Nature Chemistry przekonują, że mają na to sposób.
Kluczem do sukcesu jest ich zdaniem metoda wykorzystująca wiązania wodorowe o charakterystycznym, punktowym przekroju. To z kolei przekłada się na możliwość precyzyjnego kontrolowania katenacji, czyli procesu tworzenia wiązań między atomami wodoru. Takie zjawisko, zachodzące w kryształach supramolekularnych, prowadzi do powstania dobrze zorganizowanej struktury przystosowanej do wydajnego gromadzenia i przechowywania wodoru.
Czytaj też: Koniec długiego oczekiwania na naładowanie samochodu elektrycznego? Naukowcy znaleźli rozwiązanie
Efekt końcowy? Rekordowo wysoka powierzchnia grawimetryczna oraz imponująca objętościowa. Proponowana metoda cechuje się przy tym wysoką stabilnością, co jest rzecz jasna nie bez znaczenia w przechowywania takiego paliwa. To wielki krok do przodu w kontekście wykorzystywania organicznych kryształów supramolekularnych na potrzeby magazynowania wodoru. Jeśli dalsze postępy będą równie imponujące, to możliwe będzie zastosowanie takiego podejścia na dużą i opłacalną skalę.
