Spalování fosilních paliv je velkým problémem, nejen ekologickým. Proto se hledají alternativní cesty, jak získávat energii. Jednou z perspektivních je tzv. vodíkové hospodářství, které je založeno na přeměně vodíku na vodu. Tím získáme zdroj energie, který neprodukuje CO2, ani jiné skleníkové plyny. Jedním ze základních problémů je skladování vodíku, ten je moc malý a lehký a proto je skladování v plynném i kapalném stavu velmi neekonomické.
Jako výrazně lepší se jeví nasorbování vodíku do vhodného porézního materiálu. Podmínkou je, aby byla sorpce reverzibilní a bylo možné získat vodík zpět. Materiál by měl také vydržet opakované uložení a uvolnění vodíku. Nemělo by tedy docházet k velkým změnám mechanických vlastností během sorpce.
Review v aktuálním čísle Chemical Communications shrnuje aktuální možnosti ukládání vodíku v porézních materiálech.[1]
MOFy
MOF, Metal-Organic Frameworks, jsou materiály skládající se z kovových center propojených organickými vícevazebnými ligandy (linkery). Tímto způsobem je možné vytvořit materiály obsahující dutiny a kanálky, do kterých se vejde např. vodík.
Příkladem je např. materiál MIL-53, který se skládá z oktaedrických iontů kovů, propojených tereftalátovým linkerem.
Skladování vodíku
Prvním MOFem pro skladování vodíku byl MOF-5, tvořený tetraedrickými jednotkami Zn4O, které jsou propojeny tereftalátovými linkery. Jeho příprava byla publikována v roce 2003.[2]
V review jsou rozebírány jednotlivé typy MOFů vhodných pro skladování vodíku, ať už jde o analogy MIL-53 obsahující tetraedrické jednotky Zn4O, tak i struktury s CN– linkery, nejznámější je určitě pruská modř, Fe4[Fe(CN)6]3 a další.
Aby byly MOFy použitelné, je také nutné, aby byly stabilní a měly dostatečně velký měrný povrch. MOFy zpravidla obsahují velký podíl mikropórů a úhrná hodnota měrného povrchu může dosahovat až hodnoty 7000 m2.g-1, což je téměř sedmkrát více než aktivní uhlí. Konkrétně jde o materiály s označením NU-1501-Fe a NU-1501-Al.[3]