Ни для кого не секрет, что вододородная энергетика продолжает оставаться наиболее вероятной альтернативой нефти и газу благодаря целому ряду преимуществ. Однако на практике исследователям довольно трудно найти материал, который, с одной стороны, мог бы достаточно прочно связывать водород для образования стабильной фазы, а с другой мог его с относительной легкостью выделять при небольшом повышении температуры. До недавнего времени считалось, что гидриды металлов (и, в частности, магния) не подходят для хранения водорода из-за относительно высоких энтальпий их образования. Однако наноразмерное структурирование может значительно дестабилизировать MgH2 (что приведет к уменьшению энтальпии образования) и улучшить кинетику поглощения водорода (за счет уменьшения длины диффузионного пробега).
Свое видение решения сложившейся проблемы представил на суд научной общественности коллектив ученых из университета Беркли (Калифорния), которые предложили использовать нанокристаллы магния, инкапсулированные в ПММА (полиметилметакрилат), защищающий нанокристаллы от окисления. Для этого исследователи смешали ди(циклопентадиенил) магния с нафталидом лития и ПММА в ТГФ (тетрагидрофуран), после чего в растворе методом "взрывной" нуклеации были выращены нанокристаллы магния в полимерной оболочке. Подбор подходящей полимерной матрицы был далеко не тривиален, поскольку высокой селективностью пропускания водорода обладает узкий круг материалов, и ПММА - один из немногих.
На основании исследования изотерм абсорбции ученые выяснили, что емкость полученного ими композита составила 5,97 % в пересчете на массу магния (что составляет 78,6 % от теоретической емкости магния). Если же рассчитать объемную емкость, то она превосходит таковую для сжатого воодорода (50 г/л против 30 г/л), что делает рассматриваемый композит привлекательной заменой баллонам с водородом.
Для доказательства того, что композит поглощает водород именно с образованием гидрида магния (а, например, не за счет сорбции) авторы статьи сняли спектры характеристических потерь энергии электронами (EELS), разрешенные по времени. При нулевом времени на спектрах хорошо различимы два пика, соответствующие чистому магнию и гидриду. С течением времени, интенсивность пика, соответствующего гидриду, постепенно падает, пока полностью не исчезнет спустя 300 с. Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что водорода был запасен именно в форме гидрида.
