13.02.2015

Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland

Neuartige Wasserstoffspeicherung

Die durch Kompression von N2/H2-Gemischen erhaltenen NHx-Verbindungen sind bemerkenswert und ermöglichen die Speicherung von Wasserstoff in einer Stickstoff-Käfigstruktur. Den Forschern der französischen Behörde für Atomenergie und alternative Energien CEA, des französisches Zentrums für wissenschaftliche Forschung CNRS und der Synchrotronen ESRF [1] und SOLEIL [2] gelang hiermit ein Durchbruch in der Erforschung von Wasserstoffspeichertechnologien. Sie untersuchten die Verbindungen, die bei der Komprimierung der N2/H2-Gemische gebildet werden.

Eine dieser Verbindungen, (N2)6(H2)7, weist eine einzigartige Struktur auf: lange molekulare Stickstoff-Käfige umschließen 14 Wasserstoffmoleküle. Durch die Erhöhung des Drucks (über 50 GPa), gefolgt von einer Dekompression, werden Ammoniak NH3 und Hydrazin N2H4 erzeugt. Dieses Versuchsergebnis beweist, dass bei einfachen Molekülen bereits durch die Erhöhung des Drucks auf die Käfigstruktur (ohne Katalysator) eine chemische Reaktion ausgelöst werden kann. Diese Entdeckung ist von großem Interesse vor allem für die Synthese neuer Materialien mit hoher Energiedichte oder mit sehr guten Speicherkapazitäten für Wasserstoff.

Referenzen
[1] Europäische Synchrotronstrahlungsquelle (ESRF - European Synchrotron Radiation Facility): Multinationale Großforschungseinrichtung mit Sitz in Grenoble. Sie betreibt das größte eigens für die Forschung mit Synchrotronstrahlung errichtete Synchrotron in Europa, und das drittgrößte dieser Art weltweit. Umfang: 844 m

[2] Source optimisée de lumière d’énergie intermédiaire du LURE (SOLEIL): Ein Elektronen-Synchrotron in Saint-Aubin in der Nähe von Paris, das zur Erzeugung von Synchrotronstrahlung dient. Umfang: 354 m

Literatur
"Pressure-Induced Chemistry in a Nitrogen-Hydrogen Host-Guest Structure“ - Dylan K. Spaulding, Gunnar Weck, Paul Loubeyre, Fréderic Datchi, Paul Dumas & Michael Hanfland - Nature Communications 5, art. 5739 (2014)

Quelle