Уголь обычно не считается чистым источником топлива, но он все же может сыграть свою роль в продвижении более экологически чистой энергии. Исследователи говорят, что это может быть отличным материалом для хранения газообразного водорода, который является одним из самых многообещающих источников чистого топлива, изучаемых в настоящее время.

Нет никаких сомнений в том, что водород подает большие надежды в качестве источника чистой энергии будущего (даже несмотря на то, что он вызывает некоторые потенциальные проблемы ). В конце концов, когда он используется в качестве топлива, его единственным выходом является вода. Что остается нерешенным вопросом о его использовании, так это то, как его хранить. Водород легко воспламеняется, и поиск способов его безопасного хранения оказался довольно сложной задачей для исследователей.

Мы видели предпринятые усилия, которые могли бы привести к сдерживанию газа в порошках , пастах , картриджах , но на данный момент решения по хранению водорода все еще находятся в области теории, а не практики. Добавление к первой категории — неожиданная идея исследователей из Университета штата Пенсильвания, которые предлагают использовать уголь — да, уголь — в качестве своего рода батареи, которая может содержать водород.

Известно, что уголь хорошо удерживает газообразный метан, поскольку он прилипает к материалу посредством процесса, известного как адсорбция . Исследователи говорят, что это качество угля также может быть использовано для получения водорода.

Чтобы проверить теорию, исследовательская группа построила специальное оборудование, создающее давление, чтобы нагнетать водород в уголь.

«Мы разработали очень новую и очень сложную конструкцию», — сказал Шимин Лю, доцент кафедры энергетики и добычи полезных ископаемых в Университете штата Пенсильвания. «Потребовались годы, чтобы понять, как это сделать правильно. Мы должны были должным образом разработать систему экспериментов методом проб и ошибок, основываясь на нашем предыдущем опыте работы с углями и сланцами».

Проанализировав восемь различных типов угля со всех концов Соединенных Штатов, исследователи обнаружили, что этот материал действительно исключительно хорош для хранения водорода. Лучшим из них был низколетучий битуминозный уголь из Вирджинии и антрацит из Пенсильвании. Газоудерживающая способность угля основана на его уникальном составе.

«Многие люди определяют уголь как горную породу, но на самом деле это полимер», — сказал Лю. «Он имеет высокое содержание углерода и множество мелких пор, которые могут хранить гораздо больше газа. Таким образом, уголь похож на губку, которая может удерживать гораздо больше молекул водорода по сравнению с другими неуглеродными материалами».

Дальнейшие исследования углубятся в идею угля как контейнера для водорода, поскольку исследователи изучают проницаемость и диффузионную способность материала. Это поможет им понять, насколько быстро водород можно закачивать в различные виды угля и из него, что, в свою очередь, может привести к созданию эффективных водородных «батарей» на основе угля. Лю также отмечает, что исследование может дать надежду сообществам, которые сильно пострадали от отказа от угля.

«Во время энергетического перехода больше всего в экономическом плане пострадали угольщики, — сказал он. «Это, безусловно, возможность перепрофилировать угольный регион. У них уже есть экспертиза – инженер-энергетик и навыки. Если мы сможем построить инфраструктуру и изменить их экономические возможности — я думаю, это то, что мы должны рассмотреть».

Исследование опубликовано в журнале Applied Energy .