Свободная энергия

Исследователи смогли перевести газообразный азот в форму кристалла, по структуре и твердости не уступающего алмазу.

Учёные из Института кристаллографии РАН в Москве совместно с Институтом химии Макса Планка в Майнце (Германия) создали вещество, в котором можно запасти на порядок больше энергии, чем в любом аккумуляторе. Исходный материал для этого вещества — обычный азот.

Исследователи смогли перевести газообразный азот в форму кристалла, по структуре и твердости не уступающего алмазу. Они назвали его «полимерный азот». В этом кристалле каждый атом азота окружен тремя такими же атомами; все они соединены одинарными ковалентными связями и образуют трехмерную сетку сложной структуры, аналогично атомам углерода в решётке алмаза. Пока этот материал стабилен только при высоких давлениях, но его потенциал очень велик. Полимерный азот обладает экстремально высокой плотностью запасённой химической энергии. При его разложении выделяется на 20% больше энергии, чем при сгорании бензина. Если удастся использовать полимерный азот в качестве ракетного горючего, то масса ракеты, при одинаковой полезной нагрузке, может быть уменьшена почти на порядок. Кроме того, это экологически чистый материал: — продуктом разложения является газообразный азот. Для своего «сгорания» «полимерный азот» не требует окислителя (кислорода). Может работать в вакууме, под водой и в любых атмосферах. Благодаря компактности и высокой энергоемкости полимерный азот смог бы потеснить традиционные способы хранения энергии — крупные аккумуляторы и водород.

Источник электричества в современных аккумуляторах и батареях, как правило, — химические реакции, энергия которых преобразуется в электрический ток. Но даже в лучших на сегодня аккумуляторах — литий-ионных, используемых, например, в мобильных телефонах, — теоретически можно запасти не более 1 кВт/ч электроэнергии на килограмм массы. На практике эта цифра в несколько раз меньше. Есть другие способы аккумулировать энергию. Многие исследователи предлагают водород, на данный момент, самое энергоемкое из доступных веществ. Однако он некомпактен и потому не слишком удобен для использования.

Процедура синтеза полимерного азота достаточно сложна и требует сложного оборудования и экстремальных условий. Во-первых, необходимы специальные камеры, в которых создается давление в 1 миллион раз больше, чем атмосферное. Во-вторых, не обойтись без специальных лазеров, которые дистанционно нагреют газообразный азот в камере до двух с лишним тысяч градусов Цельсия. «Мы проводили эксперименты совместно с германской стороной, поскольку у нас есть только часть оборудования для этих экспериментов. Наши специалисты в этой области, по-видимому, лучшие в мире. К примеру, американцы, даже зная о наших опытах, не могли их повторить более 4-х лет. «В Германии мы делаем часть опытов, связанных с лазерным нагревом и с диагностикой полученного материала», — рассказывает руководитель исследований с российской стороны, заведующий отделом ядерных методов и магнитных структур в Институте кристаллографии РАН профессор Игорь Любутин.

Страницы: 1 | 2

---

Последние новости

• Американцы разработали самосборные солнечные батареи
• Самолеты на биотопливе станут реальностью
• Рынок солнечных батарей значительно переполнен
• Россия готовит корабль с ядерным двигателем для полета на Марс
• Роль России в контроле изменений климата
• Растительное электричество: Ток из листьев
• Японцы показали солнечные батареи с выдающимися данными
• Японский электромобиль установил мировой рекорд по пробегу
• Япония принимается за разработку автобусов на электротяге
• Азот поможет запасти энергию