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氧取代的灯笼氢化物显示出有效的氢载体的潜力

化石燃料,例如煤炭,石油和天然气不能永远持续下去。因此,逐渐减少我们对化石燃料的依赖似乎至关重要。尽管太阳能或潮汐能等替代能源可以在某种程度上填补空白,但它们具有一定的实际限制。例如,利用太阳能需要使用具有较大表面积的太阳能电池板,从而使其成为相对昂贵的能源替代品。

最近,科学家探索了多种可能性,以试图利用其他各种来源的能量。一个这样的示例包括使用基于氢的能源系统。在这方面,氢和金属元素灯笼的化合物Lanthanum Hydride吸引了很多关注。由于其独特的材料特性,灯笼氢化物允许氢化物离子上等(H-)在某些条件下的电导率,这是化学反应器和能源存储系统有效运行的先决条件。但是,大多数H-导体显示低H-室温下的电导率,这限制了其应用。

在一项新研究中,东京理工学院(东京理工学院)的研究人员现在提出了一项技术创新,可用于克服这一限制并设计下一代能源载体。该研究团队由该研究的高级作者Hideo Hosono教授和Tokyo Tech的荣誉教授,已成功准备并用化学配方制作了富含氢的灯笼氢化物“拉3-2xoX,”显示H-与可用的最佳导体相比,电导率较高三个数量级。他们的诀窍是控制lah中的氧气浓度3-2XoX

研究人员使用两个步骤准备LAH3-2XoX。高密度拉3-2XoX使用第一个高压合成步骤制备的沉淀具有大量的氢缺乏。接下来,研究人员在升高的温度(400°C)延长持续时间(10小时)以填充氢空位。这导致了“拉”的形成2.8o0.1,“即使在室温下,也显示出高离子电导率的新型材料。

阐述他们的研究背后的概念,这一切都将在美国化学学会杂志,霍索诺教授说,“我们的研究是由最小化替换O的O的想法所驱动的2-用于抑制LAH的电子传导3 -y理想情况下应该快速h-Lah的传导3-2xoX在室温下可能。”

有趣的是,富含氢的lah3-2XoX还表现出低的激活屏障;它必须克服成功充当有效离子导体的能量障碍。就实际测量而言,这种低激活屏障在0.3至0.4 eV之间。此外,使用计算机模拟独立确认了低激活屏障。模拟还表明H-离子离O2–离子高度流动性,其中一些人互相撞倒,这表明存在强烈的排斥性库仑相互作用,非常适合快速H-传导。

霍索诺教授似乎有充分的理由乐观地观察“富含氢的拉3-2xoX是下一代氢载体的有前途的候选人,可以促进化石燃料的更换!”

世界肯定的手指(充满活力)等待着无化石燃料的未来!

资源:https://www.titech.ac.jp/english

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