Như chúng ta đã biết Hydrogen là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ nó chiếm 75% tổng khối lượng vũ trụ . Trên trái đất hydrogen phần lớn ở dạng kết hợp với oxy trong nước hay với carbon và các nguyên tố khác .
Hydrogen là một loại nhiên liệu tái sinh, thân thiện với môi trường, không gây ô nhiễm, không phát thải ra khí gây hiệu ứng nhà kính, hydrogen khi cháy rất “sạch” phản ứng cháy của hydrogen chỉ tạo ra nước.
Đặc tính của hydrogen
Hydrogen là một nguyên tố hóa học trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử bằng 1. Ở trạng thái tự do và trong các điều kiện bình thường, hydrogen không màu, không mùi và không vị, tỉ trọng bằng 1/14 tỉ trọng của không khí. Hydrogen khi cháy trong không khí giới hạn từ 4-75% thể tích. Nhiệt độ cháy của hydrogen cao nhất đạt được 2.3180C ở nồng độ 29% thể tích, nếu cháy trong ôxy nhiệt độ có thể lên đến 3.0000C, cao nhất so với tất cả các loại khí khác như khí Methane (CH4) đạt 2.1480C, propane (C3H8) đạt 2.3850C.
Phương thức lưu trữ hydrogen thông thường
Việc bảo quản và sử dụng hydro là rất nguy hiểm. Vì vậy, hydro trong một hỗn hợp với không khí tạo thành một hỗn hợp nổ – một loại khí nổ , hydro lỏng khi ăn vào da có thể gây ra tê cóng nghiêm trọng. Chính vì thế công nghệ bảo quản và quá trình sử dụng nó phải đặc biệt đề cao tính an toàn .
Lưu chứa hydrogen trong các bình khí nén áp suất cao:
Các bình áp suất chứa khí nén thường làm bằng thép nên rất nặng và cồng kềnh, ngày nay các bình áp suất được làm từ những vật liệu composite nhẹ hơn nhiều nhưng vẫn rất cồng kềnh.
Lưu chứa hydrogen dưới dạng khí hóa lỏng:
Hạ nhiệt độ xuống dưới 200K hay âm 2350C để hydrogen tồn tại ở thể lỏng, phương pháp này thích hợp với các ứng dụng di động dùng trên các phương tiện giao thông nhưng
Ưu điểm:
Việc lưu trữ hydrogen dưới dạng lỏng là tốn ít không gian nhất, do hydrogen có tỉ trọng năng lượng theo thể tích cao.
Nhược điểm :
Nhược điểm của quá trình này là tiêu tốn khá nhiều năng lượng (khoảng 30%).
Phương pháp mới lưu trữ hydrogen với nano magie
Vật liệu mới dùng lưu trữ hydrogen gọi là vật liệu tổng hợp nano magiê không khí có thể giúp lưu trữ hydro mà phương pháp không quá phức tạp. Vật liệu tổng hợp này bao gồm các hạt nano kim loại magie được rắc qua một ma trận polymethyl methacrylate là một polyme liên quan đến Plexiglas.
Ưu điểm lưu trữ hydrogen với nano magie :
Hỗn hợp nano này là vật liệu mềm dẻo và có khả năng hấp thụ và giải phóng hyđro ở nhiệt độ bình thường mà không làm oxy hóa kim loại. Vật liệu lưu trữ hydrogen Nano cho thấy một hiệu suất tuyệt vời với hệ số khuếch tán hydrogen rất cao .
Đặc điểm của phương pháp này là nén được hydro với thể tích khi giải phóng nó ra rất lớn mà thể tích vật thể chứa nó nhỏ mà vẫn đảm bảo được tính an toàn .