Hydrogenlagring i materialer

More documents

Recommendations

Info

7. Zeolitter Det er mulig å lagre hydrogen i mikroporøse mineraler, zeolitter. Zeolitter er hydratiserte aluminiumsilikater med en åpen struktur og inneholder kationer fra gruppe I og II. Kationene er ikke særlig sterkt bundet og kan lett byttes ut. Navnet kommer fra gresk, ”zeo” som betyr å koke og ”lithos” som betyr stein, steinen som koker. Når en zeolitt varmes opp fordamper vannet i den. Et eksempel på en zeolitt er natrolitt med strukturformel Na2Al2Si3O10 ∙ 2H2O. Det finnes 48 naturlig forekommende zeolitter og man har klart å syntetisere mer enn 150. Zeolitter innholder ”tunneler” og ”bur” i strukturen som kan fange inn hydrogengass eller hydrogen. Hydrogenet kan i teorien bli sugd opp i zeolitten som vann i en svamp. Man kan tilsette negativt ladede ioner slik at disse fungerer som ”korker” på åpningene til burene og tunnelene. Ved å varme opp zeolitten litt flytter de negative ionene seg vekk fra åpningen og hydrogen kan komme inn i strukturen. Ved å senke temperaturen igjen glir de negative ionene på plass igjen og forsegler strukturen slik at hydrogenet ikke unnslipper. Teoretisk kan de beste zeolittene inneholde 3‐4,5 wt % hydrogen, de beste resultatene tyder på 2‐3 wt % hydrogen. Dette er selvfølgelig ikke bra nok, men ikke uinteressant å undersøke videre da det kan tenkes at man finner metoder som gjør zeolittene enda mer mottakelige for hydrogen. NASA har for eksempel gjort forsøk med å gro zeolitter i verdensrommet, dvs. i et så godt som gravitasjonsfritt miljø. Da har det vist seg at zeolittene som dannes har en mer ordnet struktur og kan bli større, noe som igjen kan føre til at de kan holde på mer hydrogen. Figur 7‐1: Det øverste bildet er av zeolitter laget på jorden, det nederste av zeolitter grodd i verdensrommet, dvs. så godt som uten gravitasjon. 17
8. Metall‐organiske porøse <strong>materialer</strong> Hydrogengass kan lagres inne i Metall‐organiske rammeverk, eller MOFer (Metal Organic Framework). Disse består av metalloksid‐klaser som er bundet til andre klaser med aromatiske ringmolekyler i mellom. Det som er enestående med disse strukturene er at de har ekstremt mange porer og er derfor meget porøse. Porene bidrar til at de kan ha et enormt overflateareal på over 3000 m 2 pr. gram. Figur 8‐1: Nøytron‐scattering bilde av MOF5: Zn 4O(BDC) 3 (benzendikarboksylat). De røde og grønne ringene er hydrogen som har koblet seg til metalloksid‐klaser (Bilde hentet fra http://www.greencarcongress.com/2005/12/metalorganic_fr.html) Hydrogengass blir tiltrukket av de aromatiske ringene og kan adsorberes på den store overflaten. Siden det er en adsorbsjonsprosess kreves det ikke høyt trykk for å lagre gassen, og fylling av slike <strong>materialer</strong> kan dermed skje ved romtemperatur med moderate trykk på under 100 bar. Ved svært lave temperaturer som ‐192 °C kan MOFer adsorbere opptil 10 wt % H. Forskere har greid å syntetisere MOFer som kan holde på så mye som 2 wt % ved romtemperatur, men potensialet er mye høyere. Forskere er overbevist om at målet til DOE (US. Departement of energy) på 6 wt % er innen rekkevidde innen noen år. Figur 8‐2: En grafisk fremstilling av et metall‐organisk rammeverk. Hydrogen er de blå kulene (Bilde hentet fra http://www.trnmag.com/Stories/2003/052103/‐ Hydrogen_storage_eased_052103.html) 18
Page 1 and 2: Hydrogenlagring i materialer Et pro
Page 3 and 4: Problemstilling I dette prosjektet
Page 5 and 6: Hydrogen kan pakkes mye tettere i m
Page 7 and 8: Figur 2‐2: En trykk‐konsentrasj
Page 9 and 10: 4. Alanater og blandede hydrider Hi
Page 11 and 12: eversible ved moderate tilstander.
Page 13 and 14: Figur 4‐5: Skjematisk oversikt ov
Page 15 and 16: 6. Karbon nanorør Karbon danner fo
Page 17: Modellering Det er foretatt modelle
Page 21 and 22: Til venstre: Figur 10‐1: Hydrogen
Page 23 and 24: Figur 12‐1: Til venstre: To 1s‐
Page 25 and 26: Konklusjon Med dagens teknologi er

Hydrogenlagring i materialer

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?