在室温下储存和释放的新材料可能使氢动力汽车成为可能

一项新发现有望解决阻碍该技术发展的主要问题,这使得不污染环境的氢动力汽车离成功又近了一步。

虽然氢被认为是一种理想的汽车燃料,燃烧时只能产生水,但由于缺乏安全、高效的车载存储系统,它的广泛应用受到了限制。

科学家们已经尝试了通过将气体锁定在金属晶格中来储存氢气的方法,但金属氢化物只能在300°C以上的温度下工作,而金属有机框架材料只能在液氮温度(-198°C)下工作。欧洲杯足球竞彩

现在,科学家们英国巴斯大学发明了一种材料,可以在室温下,轻轻一按开关,就能储存和释放氢,并承诺将有助于使氢动力成为未来可行的清洁技术。

虽然它的燃料重量比不足以用它来制造一个完整的氢罐,但这种材料可以与金属氢化物源结合使用,在主罐达到足够的温度(300°C)时立即存储和释放能量。

他们希望在两到三年内完成全功能的原型机。

英国巴斯大学化学系的安德鲁·韦勒博士说:“如何储存氢一直是氢动力技术发展的主要瓶颈。”

“氢的密度很低,只有在-252°C时才会凝结成液体,因此很难使用传统的储存系统,比如高压气体容器,它需要至少3英寸厚的钢壁,这使得它们太重、太大,不适合汽车。”

“美国能源部表示,它希望氢燃料存储系统重量的6%是氢,以使新的氢动力汽车每箱燃料的行驶里程与汽油驱动的系统相同。

“虽然金属氢化物和金属有机框架材料可以达到这种比例,但它们只能在极端温度下工作,而这在普通车辆中很难实欧洲杯足球竞彩现。

“我们的新材料可以在室温和大气压下工作,只需轻按开关。因为它是由重金属(铑)制成的,所以它的重量与燃料的比率很低,只有0.1%,但它肯定可以填补司机从脚踩油门到金属氢化物油箱升温之间的时间差。

“我们对这项技术的潜力感到非常兴奋。”

巴斯大学的研究人员在研究氢对金属的影响时发现了这一现象。在构建了一个含有6个铑(一种金属,目前也在汽车的催化转换器中发现)原子和12个氢原子的有机金属化合物后,他们开始与英国牛津大学和加拿大维多利亚大学的研究人员一起研究该化合物的化学性质。

他们很快意识到,这种材料在室温和大气压下会吸收两个氢分子,而当对这种材料施加小电流时,这些分子就会释放出来。

这种在原子尺度上的吸收和释放使该材料成为解决储氢问题的理想候选材料。

研究人员现在正在研究将这种材料打印到可以堆叠在一起并封装成一个储罐的薄板上的方法。

这个油箱可以放在一个金属氢化物罐旁边,一旦驾驶员踩上油门,就会立即启动,让储存的金属氢化物有足够的时间加热到300°C——这是普通汽油发动机运行的温度。

韦勒博士说:“随着对气候变化的日益关注和我们对化石燃料的过度依赖,氢为我们提供了一个有用的替代能源。”

“多年来,我们已经能够使用氢为燃料电池提供动力,这种电池将氢和氧结合起来,形成电力和能源。

“但是,每当考虑到汽车燃料时,我们就遇到了日常应用中如何储存氢气的绊脚石。

“这种新材料的结构吸收了氢气,实际上充满了气体分子。一按开关,它就会拒绝氢气,让我们可以按自己的意愿打开或关闭气体供应。

“我们偶然发现这些材料的事实是好奇心驱动研究的好处的绝佳广告。

“从原则上讲,利用海水和太阳能电池生产大量的氢应该是可能的,为下一代汽车提供取之不尽的环保燃料。

“事实上,巴斯化学系的其他研究处于太阳能电池研究、新电池技术和新燃料电池技术的前沿,这些技术可能有助于开启许多人所说的氢经济。

这项研究最初是由工程与物理科学研究理事会资助的。欧洲杯线上买球

研究人员目前正在进行原型的第一阶段工作,其中包括将这种材料打印到玻璃基板上。化学系又获得了50万英镑的拨款,这使得威勒和系里的其他研究人员购买了两台质谱仪,可以用来检测这种物质的分子结构。

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