Vật liệu nano và tiềm năng sử dụng năng lượng Hydro

Các nhà nghiên cứu cũng tổng hợp các hạt nano của một hợp chất hóa học mà chúng ta không mấy để tâm tới có tên natri borohydride được phủ các lớp niken phía bên trong. Kỹ thuật cấu trúc nano “core –shell” (1) độc đáo đã chứng minh tính chất lưu trữ hydro rất đáng quan tâm, bao gồm cả việc giải phóng năng lượng ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với các quan sát trước đây.

Được coi là một loại nhiên liệu quan trọng trong tương lai, hydro thường được sử dụng trong các công trình điện, các thiết bị điện tử di động và xe cộ –  nhưng ứng dụng này mới chỉ dừng ở việc lưu trữ dựa trên cơ sở lý thuyết.

Các hợp chất có trọng lượng nhẹ được gọi chung là borohydride (bao gồm các hợp chất của Li và natri) là các vật liệu lưu trữ năng lượng hiệu quả nhưng chúng chỉ lưu trữ năng lượng một lần và khi đã sử dụng rồi không thể tái hấp thụ được nữa. Đây là một nhược điểm lớn. Vì tính không thuận nghịch như vậy nên gần như  natri borohydride không được để ý nhiều. Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu công bố trên tạp chí ACS Nano, chứng minh cho nhận định ban đầu về tính thuận nghịch đã cho thấy rằng borohydride hoàn toàn có thể tái sử dụng được và cũng dự đoán trước những ưu điểm lớn để tạo ra các vật liệu lưu trữ hydro mới.

Các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy những cải tiến rõ rệt về tính chất nhiệt động hoc và động lực học của các vật liệu mà họ đã tạo ra. Điều này có nghĩa là các phản ứng hóa học cần thiết để hấp thụ và giải phóng hydro xảy ra nhanh hơn so với các vật liệu đã từng được nghiên cứu trước đây và nhiệt độ cũng giảm xuống đáng kể nhờ vậy mà sẽ có nhiều ứng dụng hơn trong thực tế.

Ở dạng kích thước lớn, natri borohydride cần nhiệt độ trên 550⁰C mới giải phóng ra hydro. Các thí nghiệm ở cấp nano cũng đã được các nhà nghiên cứu thực hiện. Tuy nhiên với cấu trúc nano “core –shell” thì họ nhận thấy năng lượng bắt đầu được giải phóng ở nhiệt độ 50⁰C và giải phóng rất nhiều khi đạt 350⁰C .