Ученые японского научно-исследовательского института RIKEN нашли соединение, предназначенное для транспортировки аммиака и хранения водорода. Результаты исследования публикует журнал Journal of the American Chemical Society (JACS).
При использовании водорода в качестве альтернативного топлива возникает угроза небезопасного хранения и транспортировки данного вещества из-за его легкой воспламеняемости. В качестве молекулы-переносчика обычно используется аммиак (NH3). Его хранят путем сжижения при температурах значительно ниже точки замерзания в емкостях, устойчивых к давлению.
Для упрощения хранения аммиака исследователи предложили использовать перовскит — минералл, обладающий кристаллической структурой и соответствующий формуле ABX3. Он представляет собой слегка искаженный куб. Эта структура позволяет встраивать в себя различные катионы (положительно заряженные ионы), что дает возможность создавать материалы с различными полезными свойствами, подходящими, например, для изготовления солнечных элементов.
Ученые установили, что перовскит значительно упрощает хранение аммиака, а также обеспечивает его полное извлечение при относительно низкой температуре. Метиламмоний иодида свинца, или CH3CH2NH3PbI3 (сокращенно EAPbI3), обладает одномерной столбчатой структурой, которая вступает в химическую реакцию с аммиаком при комнатной температуре (25 градусов Цельсия) и давлении и превращается в структуру в виде двухмерного слоя — гидроксид иодида свинца (Pb(OH)I).
В результате этого процесса, который называется химической конверсией, аммиак накапливается внутри перовскита. Ученые установили, что EAPbI3 может хранить газообразный аммиак в виде соединения азота в процессе, который намного дешевле, чем сжижение при −33 градусах Цельсия в контейнерах под давлением. Процесс извлечения хранящегося аммиака так же прост и происходит в результате обратной реакции при температуре 50 градусов Цельсия в вакууме (традиционный способ требует температуры 150 градусов Цельсия).
При извлечении аммиака структура перовскита возвращается к столбчатой, благодаря чему это вещество впоследствии можно неоднократно использовать. Также после химической реакции EAPbI3 меняет цвет. В дальнейшем для определения аммиака можно использовать специальные датчики.
Ранее ученые в Германии создали вещество для расщепления воды на кислород и водород подобно растениям.