儲存氫氣的“納米夾心巧克力”：未來的創(chuàng)新能源載體

2021-12-30 09:26:01來源：cnBeta.COM 關(guān)鍵詞：氫能閱讀量：21287

導(dǎo)讀：一種創(chuàng)新的方法可以將納米顆粒變成儲存氫氣的簡單儲罐。

　　一種創(chuàng)新的方法可以將納米顆粒變成儲存氫氣的簡單儲罐。這種極易揮發(fā)的氣體被認為是未來有前途的能源載體，它可以為飛機、船舶和貨車等提供氣候友好型燃料，并允許氣候友好型鋼鐵和水泥持續(xù)生產(chǎn)(這取決于氫氣的生成方式)。

　　然而，儲存氫氣的成本很高：要么將氣體保存在高達700巴的加壓罐中，要么必須將其液化，這意味著將其冷卻到零下253攝氏度，這兩個過程都會消耗額外的能源。

　　由DESY的Andreas Stierle領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊已經(jīng)為一種替代方法奠定了基礎(chǔ)：將氫氣儲存在由貴金屬鈀制成的微小納米顆粒中，直徑僅為1.2納米。鈀可以像海綿一樣吸收氫氣的事實已經(jīng)被人們所知。"然而，直到現(xiàn)在將氫氣再次從材料中取出來還是一個問題，"Stierle解釋說。"這就是為什么我們正在嘗試直徑只有大約一納米的鈀粒子。"一納米是一毫米的百萬分之一。

　　為了確保這些微小的顆粒足夠結(jié)實，它們被一個由稀有貴金屬銥制成的核心變得更穩(wěn)定。此外，它們被附著在石墨烯支架上，這是一個極薄的碳層。"我們能夠?qū)⑩Z粒子以僅為2.5納米的間隔附著在石墨烯上，"作為DESY納米實驗室負責(zé)人的Stierle報告說。"這帶來了一個有規(guī)律的、周期性的結(jié)構(gòu)"。該團隊還包括來自科隆大學(xué)和漢堡大學(xué)的研究人員，他們在美國化學(xué)學(xué)會(ACS)雜志ACS Nano上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

　　DESY的X射線源PETRA III被用來觀察鈀粒子與氫氣接觸時發(fā)生的情況：氫氣粘附在納米粒子的表面，幾乎沒有任何氫氣滲透到里面。納米顆?？梢员幌胂蟪深愃朴谝环N糖果：中心是一個銥核，被一層鈀包裹著，外面被氫氣包裹著"夾心巧克力"結(jié)構(gòu)。回收儲存的氫氣所需要的只是加入少量的熱量；氫氣從粒子的表面迅速釋放出來，因為氣體分子不必從集群內(nèi)部擠出來。

　　"接下來，我們想弄清楚使用這種新方法可以達到什么樣的存儲密度，"Stierle說。然而，在進行實際應(yīng)用之前，仍然需要克服一些挑戰(zhàn)。例如，其他形式的碳結(jié)構(gòu)可能是比石墨烯更合適的載體--專家們正在考慮使用含有微小孔隙的碳海綿，大量的鈀金納米粒子更適合在這些孔中存在。

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