To startup, który chce napędzać rewolucję wodorową za pomocą zbiorników paliwa wykonanych z nanomateriałów

Wodór jest obiecującą formą energii bezemisyjnej, jednak transport i przechowywanie tego lekkiego pierwiastka jest drogie i energochłonne. Więc jeden początek Kalifornijska firma, której współzałożycielką w 2022 roku było dwóch wybitnych chemików, w tym laureat Nagrody Nobla, projektuje nowy typ zbiornika wykonanego z nanomateriałów, który ma być tańszy i bezpieczniejszy od obecnie stosowanych, a jednocześnie przechowywać… Więcej wodoru.

Firma H2MOFZ siedzibą w Irvine (Kalifornia), Od 2024 roku planuje sprzedaż zbiorników na wodór nowej generacji Dla producentów pojazdów ciężkich, którzy planują wprowadzenie bezemisyjnych pojazdów-cystern. Firma twierdzi, że oprócz przechowywania paliwa w pojazdach, zbiorniki te umożliwią lepszy transport paliwa ciężarówkami lub pociągami, w miarę jak producenci ciężarówek będą zaczęli wykorzystywać wodór do zasilania flot neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla.

Zamiast pompować wysoce sprężony lub skroplony wodór do konwencjonalnego zbiornika, w ramach projektu H2MOF zaprojektowano podobny zbiornik Utrzymuje bogate w energię paliwo w stanie stałym, absorbując je na specjalnie zaprojektowanych nanomateriałach. Podejście to opiera się na badaniach przeprowadzonych przez dwóch współzałożycieli i doradców naukowych: Omara Yaghiprofesor chemii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, I profesor Sir Fraser Stoddartlaureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 2016 roku.

„Nie poczyniliśmy dużego postępu w magazynowaniu wodoru ze względu na bardzo trudne właściwości cząsteczki wodoru” – mówi Forbesowi z Dubaju Samer Taha, dyrektor generalny i współzałożyciel. „Profesorzy Stoddart i Yaghi uważają, że konieczne jest głębsze zgłębienie problemu i zaprojektowanie nowych materiałów z atomową precyzją, aby znaleźć właściwe rozwiązanie, ponieważ tradycyjne techniki nie będą działać”.

Organiczne mineralne materiały budowlane

Firma ma nadzieję, że tak Jako pierwsi na rynku organiczne, mineralne materiały budowlane (Ministerstwo Finansów) Zaprojektowany na poziomie atomowym do przechowywania wodoruAle nie tylko ona chce skorzystać z tej technologii. Jak podaje amerykańska strona internetowa „space”, naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory opublikowali niedawno badania dotyczące organicznej struktury na bazie aluminium, którą stworzyli do przechowywania wodoru. Nauki. (MOF, stworzony przez współzałożyciela Yaghiego, jest także inspiracją dla nazwy firmy początekskrót oznacza kombinację i wodór).

„To nowa mieszanina materiałów organicznych z pewnymi atomami metali” – wyjaśnia Taha. „Struktura nanokrystaliczna w bardzo małej skali.”

H2MOF jest Testowanie prototypów wykonanych z materiałów krystalicznych zaprojektowanych tak, aby pochłaniały i zatrzymywały atomy wodoru niczym gąbka pochłaniająca wodę. W przeciwieństwie do zbiorników z włókna węglowego stosowanych w sedanie Toyoty ze zbiornikiem paliwa, które zawierają wodór pod ciśnieniem 10 000 psi – poziom ciśnienia stosowany w… Szczęki życiaCelem H2MOF, hydraulicznego narzędzia ratowniczego, służącego do penetrowania samochodów i wycinania drzwi w celu uwolnienia poszkodowanych pasażerów, jest ciśnienie w zbiorniku poniżej 300 psi.

Przechowywanie większej ilości paliwa przy niższym ciśnieniu oznacza znacznie niższe koszty. Taha szacuje, że przejście ze zbiorników wysokociśnieniowych na jego technologię mogłoby na przykład zaoszczędzić 12 000 dolarów rocznie na kosztach energii potrzebnej do obsługi autobusu ze zbiornikiem paliwa. W przypadku samochodu takiego jak Toyota technologia H2MOF może podwoić zasięg do 400 km na jednym tankowaniu, dzięki zawartości większej ilości wodoru bez zwiększania masy.

Sir James Fraser Stoddart (po lewej), jeden z założycieli i doradców naukowych H2MOF, otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii z rąk króla Szwecji Karola XVI Gustawa w 2016 r. (Zdjęcie: AFP via Getty Images)

Wodór jest szeroko stosowany w rafinacji ropy naftowej, produkcji nawozów i przemyśle chemicznym, ale większość z niego wytwarzana jest przy użyciu pary w celu ekstrakcji pierwiastka z gazu ziemnego, co powoduje emisję dwutlenku węgla. Wytwarzanie wodoru bez dwutlenku węgla za pomocą elektrolizerów – takich jak te sprzedawane przez Plug Power i jednostkę Accelera firmy Cummins – staje się coraz bardziej powszechne, podczas gdy inne startupy planują wydobywać go z morza (Equatec) lub nawet wiercić (Coloma). No chyba że są to firmy takie jak H2MOF czy Verne, były student Według Forbesa 30 poniżej 30 lat Pracuje także nad nowymi typami zbiorników.Jeśli uda jej się znaleźć lepsze sposoby transportu wodoru lub wykorzystania go w pojazdach, jego zdolność do zastąpienia paliw kopalnych powodujących globalne ocieplenie będzie ograniczona.

Wodór jest obecnie pompowany rurociągami w Teksasie i Kalifornii, ale musi być wykonany z materiałów odpornych na kruchość i pękanie spowodowane przez „śliski” wodór. Upłynnianie jest łatwiejszym sposobem transportu paliwa, ale zużywa więcej energii niż przechowywanie go pod wysokim ciśnieniem.

„Nie będziemy w stanie budować rurociągów przez cały czas we wszystkich lokalizacjach i na wszystkich dystansach, dlatego obecnie branża poszukuje dużych ciężarówek z gigantycznymi zbiornikami, które są bardzo drogie i bardzo energochłonne do sprężania lub produkcji ciekłego wodoru” – powiedział Taha. . „Kiedy zaczniesz przekształcać (wodór) w prawdziwy biznes i odkryjesz, że zmarnujesz 30% energii, ten biznes zniknie”.

H2MOF wierzy, że jego zbiorniki na wodór w stanie stałym będą w stanie pomieścić większą objętość paliwa pierwotnego przy ciśnieniu stanowiącym ułamek ciśnienia występującego w obecnych zbiornikach z włókna węglowego. (Zdjęcie: H2MOF)

Administracja Bidena zapewniła bezprecedensowe finansowanie i wsparcie na rzecz czystego wodoruogłoszone w zeszłym miesiącu 7 miliardów dolarów na sieć ośrodków w całych Stanach Zjednoczonych, które rozwijają jego produkcję i zastosowanie. Oczekuje się również, że Departament Skarbu ogłosi wytyczne dotyczące nowej, hojnej ulgi podatkowej od produkcji w wysokości do 3 dolarów za kilogram wodoru wyprodukowanego bez wytwarzania dwutlenku węgla lub z wychwytywaniem dwutlenku węgla.

H2MOF nie ubiegał się jeszcze o żadne granty amerykańskie na badania nad wodorem.. Jest spółką zależną Revonence Technologies International, prywatnej firmy z siedzibą na Jersey (Wyspy Normandzkie). Zainwestowała miliony dolarów w badania nad H2MOF, powiedział Taha, który ma doktorat z elektrotechniki i prowadzi także Atoco, kolejną spółkę zależną Revonence, która produkuje nanomateriały w celu usuwania dwutlenku węgla z otaczającego powietrza i emisji przemysłowych.

„Magazynowanie i transport wodoru pozostaje prawdziwą przeszkodą techniczną” – stwierdził. „Jeśli możemy przyczynić się do rozwiązania problemu magazynowania i transportu, odblokujemy rzeczywisty popyt i faktyczne wykorzystanie wodoru”.