office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
|
Сотрудники Отдела функциональных материалов для химических источников энергии НТИ ФИЦ Проблем химической физики РАН показали, как можно существенно повысить конверсию наиболее известного из химических источников водорода – борогидрида натрия при его гидролизе. Этот метод может найти применение в портативных устройствах, робототехнике и беспилотных летательных аппаратах. «В нашей новой работе мы предложили способ существенного повышения выхода водорода при гидролизе боргидрида натрия за счёт взаимодействия последнего с одним из продуктов реакции – тетрагидроксиметаборатом натрия. Полученный в данной работе массовый выход на 13% выше, чем лучший результат из ранее представленных в литературе для аналогичных условий», – комментирует результаты первый автор работы Михаил Соловьев, научный сотрудник группы специальных материалов Отдела функциональных материалов для химических источников энергии ФИЦ ПХФ и МХ РАН. Водородные технологии, бурно развивающиеся по всему миру, имеют несколько «узких мест», одно из которых: проблема хранения и транспортировки водорода, – занимает главенствующую позицию. Один из вариантов решения такой задачи – это связывание водорода в химические соединения, причем вещества с гидридным типом связи наиболее перспективны. Самое распространенное из них – борогидрид натрия, содержащий в себе 10,6 массовых процентов Н2. Лучший способ извлечения водорода из данного боргидрида – это взаимодействие с водой. Однако, его гидролиз сопряжен с определёнными проблемами, которые, на практике, приводят к низкому выходу целевого продукта, что значительное снижает практическую значимость процесса. Что же сумели сделать исследователи? В новой работе тетрагидроксоборат натрия (NaB(OH)4), который является основным продуктом реакции гидролиза NaBH4 при относительно небольшом избытке воды, изучался в реакции с борогидридом натрия в присутствии катализатора и без него. Было обнаружено, что смеси, состоящие из NaB(OH)4 и NaBH4, начинают плавиться при 70°C с образованием жидкой фазы без разрушения близкого координационного окружения обоих типов атомов бора. При добавлении в смеси катализатора на основе кобальта наблюдается значительное выделение водорода. Конечными продуктами являются водород и аморфные бораты с общим составом, близким к [NaBO2·0,75H2O]. В результате выход водорода увеличился на 13% по массе и достиг 8,3% по абсолютной величине, что делает такой процесс интересным уже с практической точки зрения. Работа выполнена коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Соловьев Михаил (группа специальных материалов, отдела функциональных материалов для химических источников энергии), Георгий Малков (лаборатория полимерных резистов отдела полимеров и композиционных материалов), Олег Кравченко (Группа специальных материалов, Отдел функциональных материалов), Цветков Максим (лаборатория технологического горения ОГВ) в содружестве с учеными из университетов: Санкт-Петербургский государственный университет, и Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Reaction of NaBH4 and NaB(OH)4 as a way to increase the yield of hydrogen in catalytic hydrolysis of sodium borohydride by water. // Fuel, v.363, p.130984, 23 January 2024 Q1, IF=8.035 |
Сотрудники Отдела функциональных материалов для химических источников энергии НТИ ФИЦ Проблем химической физики РАН показали, как можно существенно повысить конверсию наиболее известного из химических источников водорода – борогидрида натрия при его гидролизе. Этот метод может найти применение в портативных устройствах, робототехнике и беспилотных летательных аппаратах.
«В нашей новой работе мы предложили способ существенного повышения выхода водорода при гидролизе боргидрида натрия за счёт взаимодействия последнего с одним из продуктов реакции – тетрагидроксиметаборатом натрия. Полученный в данной работе массовый выход на 13% выше, чем лучший результат из ранее представленных в литературе для аналогичных условий», – комментирует результаты первый автор работы Михаил Соловьев, научный сотрудник группы специальных материалов Отдела функциональных материалов для химических источников энергии ФИЦ ПХФ и МХ РАН.
Водородные технологии, бурно развивающиеся по всему миру, имеют несколько «узких мест», одно из которых: проблема хранения и транспортировки водорода, – занимает главенствующую позицию. Один из вариантов решения такой задачи – это связывание водорода в химические соединения, причем вещества с гидридным типом связи наиболее перспективны. Самое распространенное из них – борогидрид натрия, содержащий в себе 10,6 массовых процентов Н2. Лучший способ извлечения водорода из данного боргидрида – это взаимодействие с водой. Однако, его гидролиз сопряжен с определёнными проблемами, которые, на практике, приводят к низкому выходу целевого продукта, что значительное снижает практическую значимость процесса.
Что же сумели сделать исследователи? В новой работе тетрагидроксоборат натрия (NaB(OH)4), который является основным продуктом реакции гидролиза NaBH4 при относительно небольшом избытке воды, изучался в реакции с борогидридом натрия в присутствии катализатора и без него. Было обнаружено, что смеси, состоящие из NaB(OH)4 и NaBH4, начинают плавиться при 70°C с образованием жидкой фазы без разрушения близкого координационного окружения обоих типов атомов бора. При добавлении в смеси катализатора на основе кобальта наблюдается значительное выделение водорода. Конечными продуктами являются водород и аморфные бораты с общим составом, близким к [NaBO2·0,75H2O].
В результате выход водорода увеличился на 13% по массе и достиг 8,3% по абсолютной величине, что делает такой процесс интересным уже с практической точки зрения.
Работа выполнена коллективом авторов ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Соловьев Михаил (группа специальных материалов, отдела функциональных материалов для химических источников энергии), Георгий Малков (лаборатория полимерных резистов отдела полимеров и композиционных материалов), Олег Кравченко (Группа специальных материалов, Отдел функциональных материалов), Цветков Максим (лаборатория технологического горения ОГВ)
в содружестве с учеными из университетов: Санкт-Петербургский государственный университет, и Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Reaction of NaBH4 and NaB(OH)4 as a way to increase the yield of hydrogen in catalytic hydrolysis of sodium borohydride by water. // Fuel, v.363, p.130984, 23 January 2024 Q1, IF=8.035
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.130984