Los científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU., En colaboración con varios socios, han descubierto una forma menos costosa y más eficiente en el consumo de energía para producir alano, el trihidruro de aluminio, una fuente de hidrógeno ampliamente considerada como un muerto tecnológico.final para uso en vehículos automotrices.
Alane se había ganado su reputación de callejón sin salida para usar en automóviles porque fabricarlo a partir de los elementos aluminio e hidrógeno en equilibrio requiere gas hidrógeno a una presión de aproximadamente 150,000 PSI.
Los investigadores descubrieron que los defectos a nivel atómico, cuando están presentes en la superficie del aluminio junto con hidrógeno y titanio, crean las condiciones necesarias para que se produzca una reacción química que produce alano, y sin la necesidad de hidrógeno a una presión tremendamente alta. Aunque no está listoPara la síntesis convencional, este trabajo sirve como prueba del concepto de una forma más eficiente y menos costosa de producir alane.
"Alane es excelente porque cumple con todos los criterios establecidos por el Departamento de Energía para vehículos con celdas de combustible de hidrógeno en cuanto a capacidad de energía, peso, temperatura del sistema y costo", dijo Vitalij Pecharsky, científico de laboratorio de Ames y Anson de la Universidad Estatal de Iowa.Distinguido Profesor de Ciencia de Materiales de Marston. "El aluminio es barato, el hidrógeno es abundante. Solo hay un problema: no se puede fabricar fácilmente. Durante mucho tiempo se ha considerado imposible de usar para aplicaciones de vehículos debido a las dificultades extremas para producirlo"
Los investigadores combinaron las ventajas predictivas del análisis computacional con el experimento físico para abordar el desafío de los materiales aplicados. Junto con los dopantes de catalizador de titanio y el hidrógeno, los teóricos observaron defectos de vacantes, o falta de aluminio, en la superficie de los polvos de aluminio y establecieron que esta combinación funcionabaen conjunto es crítico para la formación de alanes de baja energía. Debido a que tales defectos pueden ser producidos por el molino de bolas para romper mecánicamente la estructura atómica del metal, los experimentadores molieron bolas de aluminio en polvo en combinación con hidrógeno y titanio, y confirmaron quepredicción produciendo AlH3, o alane. El proceso usó significativamente menos presión, solo alrededor de 5,000 PSI o 30 veces menos presión, para crear alane que la necesaria para los métodos de equilibrio.
"A través de la mecanoquímica crea tantas vacantes como sea posible en un polvo, lo que aumenta el área de superficie y el proceso produce un 10 por ciento de alane", dijo Duane Johnson, Director de Investigación del Laboratorio Ames y Profesor de Energía de F. Wendell MillerCiencia en el departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Estatal de Iowa. "Alane es liviano, cuando cede hidrógeno y se transforma en aluminio se vuelve reciclable como latas de aluminio, no tiene presión y, por lo tanto, es seguro para aplicaciones de vehículos. Mientras que el 10 por ciento estodavía no es un rendimiento comercialmente viable, la ciencia aquí lo pone al alcance de una mayor investigación y desarrollo ".
La investigación, realizada por el Laboratorio Ames, la Universidad Estatal de Iowa, la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad de Pittsburgh se analiza en un artículo publicado en ChemSusChem .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :