연구팀은 노스 웨스턴 대학 연료 전지 구동 차량의 수소 및 메탄 저장을 위해 매우 높은 다공성 및 표면적을 갖는 새로운 재료를 설계하고 합성했습니다. 이 가스는 이산화탄소를 생성하는 화석 연료에 대한 매력적인 청정 에너지 대안입니다.

MOF (metal-organic framework)의 한 유형 인 디자이너 재료는 훨씬 더 안전한 압력과 훨씬 저렴한 비용으로 기존 흡착제 재료보다 훨씬 더 많은 수소와 메탄을 저장할 수 있습니다.

이 연구를 주도한 Omar K. Farha는“우리는 차세대 청정 에너지 차량을위한 수소 및 메탄 가스를위한 더 나은 온보드 저장 방법을 개발했습니다. 

"이를 위해, 우리는 정확한 원자 배열로 다공성 물질을 설계하기 위해 화학 원리를 사용했으며, 그 결과 초 다공도를 달성했습니다."라고 덧붙입니다.

흡착제는 액체 또는 기체 분자를 표면에 결합시키는 다공성 고체입니다. 나노 크기의 기공 덕분에 Northwestern 소재의 1.3g 샘플 (XNUMX M & M)은 XNUMX 축구장을 덮을 수있는 표면적을 가지고 있습니다.

Farha 씨는이 새로운 물질들이 가스 저장 산업에 큰 돌파구가 될 수 있다고 말했다. 많은 산업과 응용 분야에서 산소, 수소, 메탄 등과 같은 압축 가스를 사용해야하기 때문이다. NU-1501로 명명 된 초 다공성 MOF는 유기 분자 및 금속 이온 또는 클러스터로 만들어져 자체 조립되어 다차원의 결정질이 많은 다공성 프레임 워크를 형성합니다.

수소 및 메탄 동력 차량은 현재 작동하려면 고압 압축이 필요합니다. 수소 탱크의 압력은 자동차 타이어의 압력보다 300 배 높습니다. 수소의 밀도가 낮기 때문에이 압력을 달성하는 데 비용이 많이 들고 가스가 가연성이 높기 때문에 안전하지 않을 수 있습니다.

훨씬 낮은 압력에서 차량에 수소 및 메탄 가스를 저장할 수있는 새로운 흡착제 재료를 개발하면 과학자와 엔지니어가 미국 에너지 부 차세대 청정 에너지 자동차 개발 목표.

이러한 목표를 달성하려면 온보드 연료 탱크의 크기와 무게를 모두 최적화해야합니다. 이 연구에서 다공성이 높은 물질은 수소와 메탄의 부피 (크기)와 중량 측정 (질량) 전달 능력의 균형을 유지하여 연구자들이 이러한 목표를 달성하는 데 한 걸음 더 다가 섰습니다.

사진 : 노스 웨스턴 대학교 연구원

출처 : https://ngtnews.com/gas-storage-method-could-help-next-generation-clean-energy-vehicles