Vodík je lehký bezbarvý plyn, který hoří namodralým plamenem. Před sto lety se vodíkem plnily vzducholodě, což vzhledem k jeho vysoké vznětlivosti nebylo praktické – blesk nebo jakákoli jiskřička mohla vzducholoď snadno zapálit. V dnešní době proto vodík raději využíváme jako zdroj energie. Skladovat ho je ovšem stále komplikované, což se vědci z německého výzkumného střediska DESY rozhodli vyřešit pod mikroskopem.
Nano-bonbony z grafenu a palladia
Aby se mohl vodík průmyslové využít, musí se buď zkapalnit (ochladit na minus 253 stupňů Celsia), anebo schovat do vysoce natlakovaných nádob. Oba způsoby jsou drahé a nepraktické. Němečtí výzkumníci proto pracuji na novém způsobu skladování pomocí nanočástic. To jsou miniaturní částečky hmoty na úrovni desetitisíciny tloušťky lidského vlasu. Nový nanomateriál by mohl vodík přenášet snadno a bezpečně.
Základ speciálního materiálu tvoří plocha z grafenu, což je prakticky dvourozměrná supertenká síť z uhlíku, která v budoucnu může najít uplatnění také v elektronice nebo stavebnictví. Grafenová plocha je osázena nanočásticemi palladia, drahého kovu šedivě bílé barvy, který se uplatňuje například v automobilových katalyzátorech. Nanočástice palladia mají průměr asi jeden nanometr, což je miliontina milimetru.
Kovy, uhlík a plyn: mňam!
Aby byly drobné částečky palladia dostatečně pevné, jsou na grafenové desce ještě stabilizovány jádrem z iridia, vzácného kovu, který se v přírodě se vyskytuje v okolí míst dopadu meteoritů. Celá struktura se konečně „posype” plynným vodíkem, který palladium od přírody rádo pohlcuje. Přenosné skladiště je na světě.
Za pomoci rentgenového záření němečtí vědci pozorovali, že vodík nanočástice palladia šikovně obalí - ulpívá na povrchu struktury, ale neproniká do ní. A to je pointa celého výzkumu! Uložený vodík lze pak snadno přenést a získat zpět, stačí materiál zahřát. Technologie tak připomíná bonboniéru s čokoládovými pralinkami, které se vám rozpustí v puse. V tomto případě ale směs netvoří kakao, cukr a tuk, ale drahé kovy, uhlík a plyn.
Energetický zdroj budoucnosti
Vývoj vodíkových „nano-pralinek” je teprve na začátku a vědci ověřují jeho praktické využití. Musí například zjistit, jaké množství vodíku lze novou metodou vůbec uskladňovat. Zkoumají také další formy uhlíkových struktur, které by mohly vodík přenášet ještě efektivněji než grafen. Slibně se jeví takzvané uhlíkové houbičky, které obsahující drobné póry - dírky, do kterých by se mohlo vejít mnohem více pomocných nanočástic palladia.
Vodík je považován za energetický zdroj budoucnosti, který by mohl sloužit jako ekologicky šetrnější palivo do aut, letadel i lodí a mohl by se stát dokonce součástí některých pokročilých stavebních hmot. Jeho praktické využití se ale bude odvíjet právě od jednoduchého skladování a transportu.
