В наши дни алюминий является одним из наиболее часто используемых материалов – сплавы алюминия применяются и в строительстве, и в аэрокосмической технике, из алюминия изготавливаются емкости для напитков и фольга для запекания.

Тем не менее, возможности алюминия, как и атома безграничны – японские исследователи заявляют, что в скором времени алюминий может использоваться в качестве контейнера водорода для топливных ячеек.

Легкие полостные гидриды – соединения, в которых атомы водорода занимают полости (поры) между атомами, давно рассматриваются в качестве перспективных и безопасных материалов для хранения водорода, необходимого для топливных ячеек.

На настоящее время были получены и изучены такие гидриды, содержащие атомы магния, натрия и бора, однако ни один из них не показал себя как практически полезный материал для обратимого связывания водорода. Гидрид, полученный на основе алюминия или его сплава, мог бы казаться более подходящим кандидатом, поскольку, во-первых, он обладает достаточно невысокой плотностью для того, чтобы не слишком утяжелять «водородный бак», во-вторых – не проявляет значительной токсичности по отношению к растениям и животным. Тем не менее, к настоящему времени был получен только один комплексный гидрид алюминия, который нельзя использовать в качестве системы для обратимого запасания водорода.

Исследователи из Агентства Атомной Энергетики Японии (Хиого) и Университета Тогоку (Сендай) сообщают о получении простого по структуре полостного гидрированного сплава на основе алюминия. Новое соединение, Al2CuHx, было получено в результате гидрирования Al2Cu при давлении 10 ГПа и температуре 800° C.

Исследователи охарактеризовали условия гидрирования с помощью проведенных in situ синхротронных рентгеновских дифракционных измерений – кристаллы исходного вещества и продукта изучали с помощью порошковой рентгенографии, дополняя экспериментальные наблюдения ab initio квантовохимическими расчетами. Сочетание результатов экспериментального и теоретического исследования позволило однозначно доказать образование полостного гидрида на основе алюминиевого сплава.

Как отмечает руководитель исследования, Хироюки Сайто (Hiroyuki Saitoh), хотя пока синтез полостного гидрида Al2CuHx осуществляется в весьма жестких условиях, и полученный гидрид отличается невысоким содержанием водорода, результаты новой работы наглядно демонстрируют, что такие гидриды можно получать.


Он добавляет, что накопленные в процессе выполнения работы знания позволят исследователям синтезировать похожие материалы при более мягких условиях и возможно, что среди этих соединений могут оказаться продукты, способны запасать водород.