Водород может выступать в роли экологичного способа хранения энергии, так как он нетоксичен, а в ходе его окисления образуется только вода. Но хранение самого водорода представляет собой непростую задачу: в газообразном состоянии за счёт 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 хемоcорбции водорода. Предложите сорбент для хранения водорода. Рассчитайте объёмную и энергетическую ёмкость 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.

Один из возможных сорбентов для хранения водорода - это металлопорфирыны, такие как цинкопорфирины. Они обладают высокой аффинностью к водороду и могут адсорбировать его на своей поверхности.

Для расчета объемной и энергетической ёмкости сорбента можно использовать следующие формулы:

Объемная ёмкость = (количество адсорбированного водорода) / (плотность сорбента)

Энергетическая ёмкость = (количество адсорбированного водорода) * (энергия адсорбции)

Для сохранения и высвобождения водорода из сорбента необходимо создать определенные условия, например, изменение давления и температуры. В случае металлопорфирины, высвобождение водорода может происходить путем нагревания сорбента до определенной температуры.

Термодинамические вычисления могут быть проведены для определения энергии адсорбции и теплового эффекта при высвобождении водорода.

Достоинства металлопорфиринов в качестве сорбента для водорода включают высокую аффинность к водороду, возможность высвобождения водорода при относительно низких температурах и давлениях. Однако, недостатком может быть высокая стоимость сорбента и его низкая стабильность при длительном использовании.