ΕΘΝΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΕΡΕΥΝΑΣ ΦΥΣΙΚΩΝ
ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»
ΓΡΑΦΕΙΟ ΔΗΜΟΣΙΩΝ ΣΧΕΣΕΩΝ & ΤΥΠΟΥ
Δελτίο Τύπου
Αθήνα, 19 Ιουλίου 2010
 

NANOHY
Novel Nanocomposites for Hydrogen Storage Applications

 

Μία από τις πλέον κρίσιμες προκλήσεις της εντατικής προσπάθειας για την γενικευμένη αποδοχή και χρήση του υδρογόνου ως φορέα ενέργειας, αφορά στην εξεύρεση αποτελεσματικών τρόπων αποθήκευσής του. Οι παραδοσιακές τεχνολογίες (αέριο υπό πίεση ή υγρό σε χαμηλή θερμοκρασία) έχουν εκ φύσεως αξεπέραστους περιορισμούς και για τον λόγο αυτό έχει γίνει παγκοσμίως αποδεκτό πλέον ότι η μόνη πιθανή λύση σχετίζεται με την αποθήκευση σε στερεά υλικά τα οποία θα πρέπει να έχουν σταθμική ικανότητα αποθήκευσης υδρογόνου τουλάχιστον 8-10 wt.% προκειμένου να είναι δυνατή η αξιοποίησή τους σε σύστημα το οποίο να ικανοποιεί τους στόχους που έχουν τεθεί από την διεθνή αυτοκινητοβιομηχανία. Παρά τον μεγάλο αριθμό υδριδίων με συγκέντρωση υδρογόνου στην επιθυμητή περιοχή τα οποία έχουν αναπτυχθεί μέχρι στιγμής, δεν έχουν ακόμη βρεθεί ικανοποιητικά υλικά τα οποία να μπορούν να αποτελέσουν επιτυχείς τεχνολογικές λύσεις. Το κυριότερο πρόβλημα εντοπίζεται στις θερμοδυναμικές ιδιότητες των καθαρών υδριδίων τα οποία είναι ιδιαίτερα σταθερές ενώσεις με αποτέλεσμα η διάσπασή τους να απαιτεί θερμοκρασίες υψηλότερες των 200 °C, αποτρέποντας έτσι την εφαρμογή τους σε συνδυασμό με τις διαθέσιμες κυψελλίδες καυσίμου.

Ανταποκρινόμενο σε αυτές τις προκλήσεις και στοχεύοντας στην ικανοποίηση των διεθνών στόχων για υλικά αποθήκευσης υδρογόνου, το κύριο αντικείμενο του έργου NANOHY είναι ο πρωτοποριακός συνδυασμός των τελευταίων εξελίξεων στον τομέα των μεταλλοϋδριδίων και της νανοτεχνολογίας προκειμένου να επιτευχθεί η ανάπτυξη καινοτόμων νανοσύνθετων υλικών με προσαρμόσιμες θερμοδυναμικές ιδιότητες. Τα εν λόγω υλικά αποτελούνται από νανοσωματίδια μεταλλοϋδριδίων τα οποία διατηρούνται σε διασπορά είτε μέσω της ενσωμάτωσής τους σε νανοδομημένες ανθρακικές μήτρες είτε μέσω της επικάλυψής τους με αυτό-οργανωμένες πολυμερικές στοιβάδες. Με τον τρόπο αυτό καθίσταται δυνατή η μείωση της θερμοκρασίας και πίεσης λειτουργίας, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπεται  ο έλεγχος της αλληλεπίδρασης του υδριδίου με το περιβάλλον του οδηγώντας σε βελτιωμένη ασφάλεια. Η σύνθεση των νανοσυνθέτων θα στηριχθεί στην χρήση σειράς νέων σύμπλοκων υδριδίων με μεγάλη συγκέντρωση υδρογόνου (π.χ. βοράνια, αμίδια κλπ.) και διαφορετικών νανοδομημένων ανθράκων. Εναλλακτικά, κολλοειδή υδριδίων θα επικαλυφθούν με πολυμερικές στοιβάδες μέσω εξειδικευμένης τεχνικής. Παράλληλα  θα χρησιμοποιηθούν υπολογιστικές μέθοδοι για την μοντελοποίηση των αναπτυχθέντων συστημάτων και τον προσδιορισμό του βέλτιστου συνδυασμού υλικού/νανοδιάστασης που μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένες αποδόσεις. Τόσο η δομή όσο και οι ιδιότητες του συνόλου των υλικών που θα αναπτυχθούν να αποτιμηθεί μέσω της χρήσης ποικιλίας προηγμένων μεθόδων χαρακτηρισμού, ενώ θα γίνει και προσπάθεια ανακλιμάκωσης της συνθετικής διαδικασίας  για την παραγωγή ικανής ποσότητας (0.5-1 kg) του βέλτιστου νανοσύνθετου υλικού προκειμένου να ενσωματωθεί σε δεξαμενή αποθήκευσης υδρογόνου και να δοκιμασθεί σε ρεαλιστικές συνθήκες. Τέλος προβλέπεται και η πραγματοποίηση τεχνο-οικονομικής μελέτης με στόχο να διερευνηθεί η χρήση των νέων υλικών και σε άλλες εφαρμογές..

Η ερευνητική ομάδα από το ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» που συμμετέχει στο έργο NANOHY έχει κεντρικό ρόλο στην ανάπτυξη και τον  χαρακτηρισμό τόσο των νανοπορωδών ανθράκων όσο και των τελικών νανοσυνθέτων, αλλά και σημαντική συνεισφορά στις μετρήσεις αποθήκευσης υδρογόνου για την αποτίμηση της απόδοσης των νέων υλικών.


 
Για το Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. «Δημόκριτος»

Το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών (Ε.Κ.Ε.Φ.Ε.) «Δημόκριτος» είναι το μεγαλύτερο, πολυκλαδικό ερευνητικό κέντρο της χώρας, με σημαντικές ερευνητικές, τεχνολογικές και εκπαιδευτικές δραστηριότητες στους τομείς Υγείας, Βιολογίας & Βιοτεχνολογία, Νέα Υλικά, Μικροηλεκτρονική & Νανοτεχνολογία, Περιβάλλον - Ενέργεια & Βιώσιμη Ανάπτυξη, Πληροφορική & Τηλεπικοινωνίες, Πυρηνική Φυσική & Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων, Πυρηνική Τεχνολογία & Ακτινοπροστασία, Πολιτιστική Κληρονομιά. Η πολυκλαδικότητα του συντονίζεται από τα οκτώ Ινστιτούτα του: Βιολογίας, Επιστήμης Υλικών, Μικροηλεκτρονικής, Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, Πυρηνικής Τεχνολογίας και Ακτινοπροστασίας, Πυρηνικής Φυσικής, Φυσικοχημείας, Ραδιοϊσοτόπων και Ραδιοδιαγνωστικών Προϊόντων.

 

Για περισσότερες πληροφορίες:

Ζ. Φλωράτου
Γραφείο Δημοσίων Σχέσεων και Τύπου
Τηλ. 210- 650 3002, email : florzo1@central.demokritos.gr