Боразан

Боразан — твёрдое при нормальных условиях вещество, неорганический аналог этана с формулой BNH6 (BH3-NH3). Систематическое наименование — боран аммиака.

Молярная масса — 30,866 г/моль.

Плотность — 0,78 г/см3.

В теории может найти применение в качестве топлива, так как содержит 19,6 % водорода по массе (предполагается, что боразан может быть использован в качестве источника получения чистого водорода на автомобилях будущего). При термическом разложении боразана образуется боразол и водород, причем из каждой молекулы первого образуется 2 молекулы водорода:

3BNH6 = B3N3H6 + 6H2

Аммиачный боран был предложен в качестве среды для хранения водорода, например, если газ используется в качестве топлива для автомобилей. При его нагревании до 1000°C происходит постадийное выделение водорода, по реакциям:
nBH3-NH3 → (NH2BH2)n + nH2
(NH2BH2)n → (NHBH)n + nH2
(NHBH)n → nBN + nH2

В 2011 году группа исследователей из Университета Калифорнии под руководством Трэвиса Уильямса (Travis Williams) разработала рутениевый катализатор, способствующий выделению из одного моля боразана чуть более двух молей водорода; реакция протекала в мягких условиях.

В 2016 же году калифорнийским химикам удалось побить свой собственный рекорд – они разработали новый катализатор, который обеспечивает высвобождение практически всего водорода, содержащегося в боразане. После того, как боразан разрушается с образованием двух эквивалентов водорода боразан превращается в боразин (боразол, «неорганический бензол», B3N3H6), что понижает ёмкость топливного элемента. Боразин, являясь ароматическим соединением, достаточно неохотно отдает водород и может отравлять катализатор, препятствуя выделению водорода из «свежего» боразана.

Для решения проблем мягкого дегидрирования боразана и устойчивости катализатора исследователи модифицировали плоскоквадратный рутениевый комплекс, связав с атомом рутения два дополнительных ацетатных лиганда. Новый каталитически активный комплекс способен обеспечить выделение 2.7 эквивалентов водорода из боразана.

Дополнительными преимуществами нового комплекса является его гидролитическая устойчивость и возможность неоднократного применения. С помощью ЯМР было показано, что новый катализатор ускоряет полимеризацию образующегося после высвобождения двух эквивалентов водорода ступенчатую полимеризацию боразина, который конвертируется в полиборазилен, выделяя при этом дополнительные порции водорода. Таким образом, появление неорганического бензола уже не является лимитирующим фактором для выделения водорода.

И это открывает возможность для крупномасштабной промышленной переработки полиборазилена, позволяющей замкнуть круг.

Рециклинг отработанного боразана можно наладить на специальных предприятиях. Учитывая, что само это вещество давно применяется в химической промышленности, проблем с этим быть не должно

P.S.: Эта крошечная, порядка сантиметра в диаметре, таблетка из боразана весит 0,24 грамма, а содержит в связанном виде 0,5 литра водорода.