新车型可以加速氢燃料汽车的发展

研究人员加州大学洛杉矶分校亨利·萨缪利工程和应用科学学院开发了一个模型,该模型可以帮助工程师和科学家通过识别有前景的储氢材欧洲杯线上买球料和预测有利的热力学化学反应来加速氢燃料汽车的开发,通过这些反应氢可以可逆地储存和提取。欧洲杯足球竞彩

这一新方法由加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系的博士后Alireza Akbarzadeh开发,在线发表在同行评议的《先进材料》杂志上;加州大欧洲杯足球竞彩学洛杉矶分校材料科学与工程副教授Vidvuds Ozolins;伊利诺伊州西北大学材料科学与工程教授克里斯托弗·沃尔弗顿。欧洲杯线上买球

由于全球环境变化与人为二氧化碳排放和有限的矿物燃料资源有关,开发替代和可再生能源对于可持续未来至关重要。氢是一种潜在的清洁能源,未来可用于以廉价和节能燃料电池为动力的乘用车,但由于需要在车上以极高的密度储存氢,氢的广泛应用受到了阻碍。

一个很有希望的解决方法是将氢以化学结合氢化物的形式储存在材料中,例如锂氢化物(LiH)。不幸的是,简单的二元氢化物(氢与锂、钠、镁等轻元素结合)不能充分满足车载存储的要求,因为产氢反应需要将材料加热到不切实际的高温。

因此,研究人员转向具有更高的体积和重量密度、更好的操作温度和更好的反应速率的多组分氢化物混合物,用于实际储氢。然而,这种灵活性是以急剧增加的复杂性为代价的,这与大量竞争反应和可能的最终产物有关,而不是氢。因此,预测多组分混合物的理想储氢量是很困难的。例如,最近研究了氢化锂化合物Li4BN3H10被发现多达17氢气释放反应,其中只有三个是可行的,并且没有一个理想的温度和氢气压力范围实际车载储氢动力汽车。

该研究团队利用现代量子力学理论和高性能计算机开发了一种算法,能够自动、系统地确定具有最有利热力学性质的相和反应,即,那些可以利用质子交换膜(PEM)燃料电池的废热在环境温度下释放氢气的燃料电池。该团队在研究充分的锂-镁-氮-氢系统上测试了该方法,预测了系统中所有实验观察到的路径。研究人员说,这种方法也可以应用于其他多组分氢系统。

Akbarzadeh说:“开发一种超越化学直觉的算法,发现‘硅’中的所有储氢反应至关重要,它将帮助科学和工程界开发革命性的新型储氢材料。”。“这是该领域的一项重大成就,可以促进对最佳可逆固态储氢的研究。”欧洲杯足球竞彩

Ozolins说:“我们正稳步接近这样一个时刻:我们将能够从理论上设计出具有所需性能的材料,就像裁缝根据客户的需要制作西装一样。”。“这将带来一个理论与计算、实验与技术开欧洲杯足球竞彩发之间质的合作的新时代。”

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