Nanolabdába zárt energiaforrás

A hidrogén tiszta és bőséges energiaforrás lehetne, ha nagy mennyiségű tárolását sikerülne biztonságosan megoldani. A legkönnyebb gáz égése során csupán víz keletkezik és energia szabadul fel. Reakcióképessége miatt azonban tárolása nehézkes.

Évek óta folynak kutatások arra vonatkozóan, hogy a fullerén molekulában tároljanak hidrogént. Ezt a hatvan atomból álló szénmódosulatot 1985-ben fedezte fel szintén a Rice Egyetemen Harry Kroto, Richard Smalley és Robert Curl. A focilabda külsejű molekulával a felfedezők kiérdemelték a kémiai Nobel-díjat 1996-ban. A "focilabda" 20 hatszögből és 12 ötszögből áll, ez a szerkezet adja stabilitását. Mérete nem éri el az egy nanométert, a valódi focilabda nagyságának a fullerénlabda tehát csupán egytízmilliomod része. Nevét (buckminster-fullerén) Buckminster Fuller építészről kapta. Kroto csodálta a világhírű építész különleges épületeit, például az 1967-es montreáli világkiállítás kupolacsarnokát, mely szerkezetében hasonlított a felfedezett molekulához.

Hidrogéntárolásra akkor érdemes használni a fullerén molekulát, ha tömegének legalább hat százalékát magába tudja zárni a gázból - válaszolta az MTI kérdésére Beck Mihály akadémikus, az MTA Kémiai Kutatóközpont kutatóprofesszora. Boris Yakobson és kollégái a Nano Letters amerikai szakfolyóirat márciusi számában közlik számításaik eredményét. Eszerint már szobahőmérsékleten is 8 százalékos sűrűségben bennmarad a hidrogén a fullerén labdákban.

"Számításaink szerint egyes fullerén labdák olyan mennyiségben képesek tárolni a hidrogént, hogy megközelíthetik a fémek sűrűségét" - tudatta Yakobson a Rice Egyetem sajtóközleményében. A szénatomok közti kötés egyike a legerősebb kémiai kötéseknek. Ezeket a kötőerőket Yakobson csoportja számítógépes modellel szimulálta, ahogyan azt is, mi történik velük, ha hidrogénatomokat csomagolnak a labdába. A kutatók azt állítják, hogy a fullerénlabda szétpattanásának pontját is ki tudják számítani modelljükkel. Ez azért fontos, mert ekkor engedi ki "szállítmányát" a nanotartály.

A kutatást az amerikai Tengerészeti Kutatási Hivatal és az energiaügyi minisztérium támogatta. Utóbbi egy milliárd dollárt meghaladó forrást szán hidrogénhajtású autók kifejlesztésére, melybe a hidrogén biztonságos tárolásának megoldása is beletartozik.