2010年10月1日
莱斯大学科学家的一项新研究表明，一种名为金属碳硼烷的材料可以储存氢，其储存量达到或超过美国能源部(DOE) 2015年氢计划设定的标准。
随着氢成为汽车、燃料电池和工业的未来燃料，这项工作将受到广泛关注。
莱斯的理论物理学家Boris Yakobson和他的同事们在《美国化学学会杂志》上发表了一项新研究，他们利用过渡金属钪和钛的力量来容纳氢分子，但并不是紧密到不能被提取出来。
一个由金属碳硼烷组成的矩阵理论上可以承载其重量的8.8%的氢原子，这至少可以达到，甚至可能超过美国能源部一年前为氢燃料汽车发布的里程碑。
雅可布森是莱斯大学的机械工程、材料科学和化学教授。他说，这项新研究的灵感来自金属碳硼烷的开发。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
“一个金属原子可以结合多个氢分子，”雅可布森说，“但金属也倾向于聚集。如果没有东西支撑，它们就会凝聚成一团，毫无用处。”
该研究的第一作者Abhishek Singh曾是雅可布森的博士后研究员，现在是印度班加罗尔的印度科学研究所的助理教授，他计算出硼簇会吸附钛和钪，而钛和钪又会吸附氢。欧洲杯线上买球"这些金属就像镶嵌在底座上的宝石，所以不会聚集在一起，" Yakobson说。碳会将这些团簇连接起来，形成一种叫做金属有机框架(MOF)的基质，就像海绵一样吸收氢。
对各种过渡金属的研究表明，钪和钛具有最高的吸附率(瞬态分子的粘附——比如氢——到表面)。两者都显示出对“库巴斯”相互作用的亲和性，库巴斯相互作用是一种电子交易，可以在某些情况下将原子绑定在一起。“Kubas是一种你经常在氢研究中看到的特殊相互作用，因为它提供了正确的结合强度，”Yakobson说。
“如果你还记得基础化学，你就会知道共价键是非常强的。你可以结合氢，但不能把它拿出来。”另一个极端是弱物理吸附。分子不会形成化学键。它们只是通过范德华力显示出微弱的吸引力。
“库巴斯相互作用在中间，提供了正确的结合方式，这样氢就可以被储存起来，如果你改变条件——稍微加热它或降低压力——它就可以被取出来。”你希望这个框架像一个油箱。”
Yakobson说，Kubas可以在高于室温或低于室温的环境条件下可逆储存氢气，这将使金属碳硼烷材料在日常使用中极具吸引力。欧洲杯足球竞彩他说，已经证明的碳基质对氢的物理吸附也将以更低的比例发生，这将是一个额外的好处。
其他的研究已经证明了如何制造碳硼基的MOFs。“这意味着他们已经可以制造出三维的材料框架，而这些材料仍然可以用于气体。这对我们来说是非常鼓舞人心的。“在很多论文中，人们分析星系团时会说，‘哦，这也会吸收一个氢’，但这并不有用。一个集群什么都不是。
“但如果化学家能以金属碳硼烷为元素合成这种特殊的框架，这可能会成为现实。”
来源:http://media.rice.edu/