Ідеї зберігання водню в наноструктурах продовжують активно розвиватися. І якщо ентузіазм експериментаторів дещо зменшився, то теоретики проявляють до них все більший інтерес.
Хіміки-теоретики з Chinese University Hong Kong Shatin і Fudan University Shanghai (Китай) запропонували вишукану конструкцію наноконтейнера для зберігання водню. Наноконтейнер являє собою молекулярну структуру, в якій водень може зберігатися при тиску ауд 1-3 ГПа. Особливість цієї молекулярної структури в тому, що вона може утримувати водень у стислому стані навіть після скидання зовнішнього тиску, що абсолютно необхідно, наприклад, для його зберігання на борту автомобіля.
В основу ідеї було покладено раніше отриманий експериментальний факт: водень, впроваджений у міждузлі кристалічної решітки льоду під високим тиском, залишався там і після зняття тиску, правда, при температурі 140 градусів Кельвіна (-133 градуси Цельсія).
Яку ж молекулярну конструкцію запропонували китайські вчені? Вона складається з трьох частин. Сам наноконтейнер являє собою одностінну вуглецеву нанотрубку (ОСНТ). Всередину цієї нанотрубки поміщають дві молекули фуллерену (форма яких схожа на футбольні м'ячі), отримуючи таким чином «гороховий стручок». Третя частина контейнера - це дві «кришки» на кінцях нанотрубки. Під високим тиском газоподібний водень просочується через них всередину конструкції. Потім зовнішній тиск знімають, а внутрішній тиск виштовхує фуллерени («горошини») в кінці трубки, де вони перекривають вихід водню, замикаючи його всередині. По суті, фулерен і «кришка» утворюють наноклапан. Передбачається, що такий молекулярний контейнер зможе працювати і при кімнатній температурі
.
За допомогою моделювання автори підібрали параметри, що забезпечують працездатність конструкції. Виявилося, що оптимальною для контейнера є одностінна вуглецева нанотрубка діаметром ауд 15 Ангстрем. Для блокування її кінців підійдуть дві молекули фулерену С60. На кінцях нанотрубка закрита напівсферами фуллеренів, видаливши з яких шляхом травлення кілька атомів, можна створити умови для натікання газу всередину. Детальні обчислення показали, що при внутрішньому тиску 2,5 ГПа ємність конструкції наближається до 7,7 мас.% водню, при цьому після зняття зовнішнього тиску молекули водню виявляться надійно замкнені всередині.
Розглядаючи можливі схеми використання таких наноструктур, китайські дослідники дійшли висновку, що для практичних цілей буде простіше продавати вже заповнені в промислових умовах контейнери і ставити їх на автомобіль. Тоді можна буде обійтися без водневих заправок на трасах. Звичайно, виникає питання - а як витягувати водень? Автори припускають, що допоможе хімічна модифікація молекулярного контейнера. Це, однак, предмет майбутніх досліджень.