Но хранение самого водорода представляет собой непростую задачу: в газообразном состоянии за счет малого размера молекулы он может диффундировать сквозь стенки сосудов. Один из способов решения- перевод водорода в жидкое состояние при низкой температуре, но это приводит к необходимости создания и поддержания таких экстремальных условий. Альтернативой являются сорбционные методы, которые могут быть основаны как на физической, так и на хемосорбции водорода. Предложите сорбент для хранения водорода. Рассчитайте обьемную и энергетическую емкость вашего сорбента. Укажите необходимые условия для сохранения и высвобождения водорода, а также опишите соответствующие процессы, по возможности сопроводив их термодинамическими вычислениями. Приведите достоинства и недостатки вашего сорбента. Дополнительно оцените его стоимость и возможность повторного использования после высвобождения водорода.

Один из сорбентов, который может использоваться для хранения водорода, это металлорганический каркасный материал, такой как металлоорганические каркасы (MOF). MOF обладает высокой поверхностью, что позволяет ему эффективно адсорбировать водород.

Для расчета обьемной емкости сорбента можно использовать следующую формулу:

V = n * Vm

где V - обьем сорбента, n - количество адсорбированного водорода, Vm - молярный объем водорода.

Для расчета энергетической емкости можно использовать следующую формулу:

E = n * ΔH

где E - энергетическая емкость, ΔH - энтальпия адсорбции водорода.

Для сохранения водорода в сорбенте необходимо поддерживать низкую температуру и давление. Для высвобождения водорода можно применить нагревание сорбента или изменение давления.

Процесс адсорбции и десорбции водорода можно описать с помощью изотерм Лэнгмюра и изотермы Брунавер-Эммет-Теллер. Термодинамические вычисления могут быть проведены на основе энергии адсорбции и энтропии.

Достоинствами MOF как сорбента для водорода являются высокая поверхность, хорошая адсорбционная емкость и возможность регенерации. Недостатками могут быть высокая стоимость материала и необходимость поддержания определенных условий хранения.

Стоимость MOF может быть высокой из-за сложности производства, однако материал может быть повторно использован после высвобождения водорода, что снижает общую стоимость использования.