אחסון מימן בצברים של הידרידים מתכתיים

מחקר שפורסם על-ידי מדענים מהמכון למדע מתקדם חושף, לראשונה אי-פעם, את הפרטים בנוגע למבנים מולקולאריים הטרו-מתכתיים שיוכלו להוות את הבסיס לפריצות דרך בפיתוח של תאי דלק קלי-משקל 

מחקר שפורסם על-ידי מדענים מהמכון למדע מתקדם חושף, לראשונה אי-פעם, את הפרטים בנוגע למבנים מולקולאריים הטרו-מתכתיים שיוכלו להוות את הבסיס לפריצות דרך בפיתוח של תאי דלק קלי-משקל. החומרים החדשים כוללים שילוב חדשני שלא נחקר עד כה של מתכות מקבוצת העפרות נדירות ומקבוצת מתכות המעבר.

היסוד הכימי הנפוץ ביותר ביקום – מימן – טומן בחובו הבטחה כבירה כמקור לאנרגיה נקייה ומתחדשת, תוך קבלת מים בלבד כתוצר לוואי בתהליך, תוצאה המונעת את הסכנות הסביבתיות הכרוכות במקורות האנרגיה הקיימים היום. אולם, השימוש הנרחב במימן מתעכב עדיין מאחר ובמצבו הטבעי הגזי, נדרשים ליסוד נפחים גדולים לשם אחסונו והובלתו היעילים.

אחת מהדרכים לפתרון בעיה זו הינה השימוש בהידרידים של מתכות שהן תרכובות מתכתיות שבהן משולבים אטומי מימן, המהוות אמצעי אחסון לגז מימן. בשיטה זו, ההידרידים של המתכת נקשרים למימן ליצירת מוצק הקטן בנפחו עד פי אלף מהנפח המקורי של גז המימן. בשלב הבא, ניתן לשחרר החוצה את המימן מהמוצק פשוט על-ידי חימומו לטמפרטורה מוגדרת.

צברי ההידרידים של המתכות החדשים שסונתזו על-ידי החוקרים של מכון RIKEN מורכבים ממתכות מקבוצת העפרות הנדירות ומקבוצת מתכות המעבר ומהווים אבני-בניין תוך ניצול היתרונות של כל אחת מקבוצות אלו. הידרידים של מתכת, המבוססים על מתכות מקבוצת העפרות הנדירות, עוקפים את אחת מהמגבלות העיקריות בכך שהם מאפשרים שימוש בהשתברות של קרני-רנטגן, שיטה שאינה מעשית עבור רוב ההידרידים המתכתיים האחרים – ובכך הם מספקים תובנות ייחודיות בנוגע לפרטי התגובות המתרחשות בחומרים אלו. הידרידים של מתכת המורכבים ממתכות מקבוצת העפרות הנדירות בלבד, לכשעצמם, אינם עוברים תהליכים הפיכים של ספיחת מימן ושחרורו – תהליך הליבה של אחסון מימן. אלו הופכים לאפשריים באמצעות ההוספה של מתכת מעבר, במקרה זה, טונגסטן או מוליבדן.

למרות שתצמידי הידרידים של מתכות מהסוג המשלב מתכות מקבוצת העפרות הנדירות ומתכות המעבר נחקרו בעבר, המחקר הנוכחי הוא הראשון אי-פעם הבוחן את פעילותם של תצמידים בעלי מספר סוגים של מתכות עפרות נדירות ובעלי מבנים מוגדרים היטב.

במאמר המתאר את ממצאי המחקר החדש, שפורסם בכתב-העת המדעי Nature Chemistry המדענים מדגימים כיצד תצמידים אלו מפגינים תכונות תגובתיות ייחודיות שתוכלנה להיות חשובות בפיתוח של אמצעי אחסון מימן חדשים ויעילים.

הידיעה על המחקר