חומר חדיש לאחסון הפיך של תכולת מימן גבוהה

הישג זה צפוי לא רק לזרז את הפיתוח של משפחה חדשה לחלוטין של חומרי אחסון, אלא גם בעל השלכות מרחיקות לכת בתחומים של טכנולוגיות אנרגיה וכימיה סינתטית

חוקרים ממשרד האנרגיה של ארה”ב פיתחו דרך הפיכה ליצירת אלומיניום הידריד – חומר אחסון מימן בעל תכולה גבוהה. הישג זה צפוי לא רק לזרז את הפיתוח של משפחה חדשה לחלוטין של חומרי אחסון, אלא גם בעל השלכות מרחיקות לכת בתחומים של טכנולוגיות אנרגיה וכימיה סינתטית. “אנו מאמינים כי המחקר שלנו מספק דרך ישימה ליצירה מחודשת של אלומיניום הידריד, חומר המשמש לאחסון מימן בתכולה גבוהה,” אומר ד”ר Ragaiy Zidan, החוקר הראשי במיזם זה.

צוות המחקר פיתח מסלול סגור וחדיש ליצירת אלומיניום הידריד, הקרוי גם בשם אלאן (alane), היכול להציע שיטה זולה ליצירה מחודשת של חומר לאחסון מימן, חומר המסוגל לשחרר ולקלוט מימן באופן מחזורי, שוב ושוב. בתהליך זה, ההידריד מופק באמצעות שיטה אלקטרוכימית, וחומר המוצא מיוצר מחדש ישירות ע”י מימן. למרות שנעשו ניסיונות רבים בעבר להכין אלאנים באופן אלקטרוכימי, אף אחד מניסיונות אלו לא היה מוצלח באופן מושלם.

במשך שנים, אחד מהמכשולים העיקריים למיצוי הפוטנציאל של כלכלת מימן היה אחסון המימן. אחסון במצע-מוצק, תוך שימוש בחומרים מוצקים כגון מתכות, המסוגלים לקלוט מימן ולשחררו במידת הצורך, הוא בעל יתרונות בטיחותיים ומעשיים רבים יחסית לאחסון מימן כנוזל או גז, וחומרים רבים שכאלו הוכנו ונחקרו.

במשך השנים התגלו מספר חומרים שהגיעו ואף עלו מעל תנאי-הסף לפעילות הגרווימטרית והוולומטרית של תקני משרד האנרגיה האמריקאי. אולם, רוב החומרים האלה נעדרים את התכונות התרמודינמיות והקינטיות המאפשרות להם לשחרר מימן בשעת הצורך, ולהיות גם יעילים וגם זולים מספיק בכדי לקלוט מחדש כמות מימן נוספת.

אלאנים הם אומנם בעלי התכונות הנדרשות, אולם הם נחשבים לבלתי-מעשיים בשל הלחץ הגבוה הנדרש לשם מיזוג של מימן ואלומיניום לחידוש הפעילות. שיטות ייצור אחרות המשתמשות בסינתזה כימית מייצרות לרוב גם חומרי-לוואי של מלחי כלוריד יציבים המונעים כך יכולת לשימוש חוזר בהם. השיטה האלקטרוכימית החדישה ליצירת אלאנים, שהודגמה ע”י צוות המחקר, מתגברת על שני המכשולים הללו יחדיו.

יחד עם מחקר זה, צוות המדענים פיתח דרכים חדישות לסייע בהפרדה ובהפקה של אלומיניום הידריד, דרכים המתאימות גם להפקה של תצמידי מתכת הידרידיים אחרים שיוכלו לשמש בפיתוח חומרי-אחסון מימן שונים.

החוקרים מצפים כי ממצאי מחקר זה יאיצו את הפיתוח של משפחת חומרים דומים חדשה לחלוטין שיוכלו לשמש בכלכלת מימן, סוללות ויישומי אחסון אנרגיה אחרים. בנוסף, המחקר הנ”ל יוכל להשפיע באופן משמעותי גם על תחומים אחרים הנוגעים לשכבות דקות, סינתזות כימיות והמיחזור והייצור-המחודש של חומרים אחרים.

הידיעה ממכון המחקר