新型儲氫納米級復合材料問世

    鋰電世界  從上個世紀70年代開始，氫就被公認為理想的替代化石燃料的能源載體。燃燒氫不會釋放溫室氣體和有毒的污染物，只會產生水，這一特點讓氫作為清潔的、無環境公害的可再生能源，被賦予了更多的希望。然而，我們還沒有邁進氫經濟的時代，這是因為在安全和密集的儲氫技術方面，存在很大的漏洞和不足。
 
    一直以來，美國、日本、德國、英國、瑞士、加拿大等國都在儲氫技術方面進行著大量的研究工作。近日，終于傳出了好消息。美國科學家成功發明了一款新的納米級復合材料，該材料可以安全而高密度地存儲氫，并且可以保持氫處于穩定的狀態，從而讓使用者可以很容易地提取氫用于發電。目前市場上使用的材料容納氫的能力相當有限，并且使用條件也十分苛刻，往往需要超低或超高的溫度才能達到峰值效率，但是這款新材料卻沒有上述使用方法上的限制。
 
    這些科學家來自美國勞倫斯伯克利國家實驗室。研究結果顯示，通過將金屬鎂納米晶粒噴灑于一種聚合物基質上，形成一種柔軟的納米復合材料，該材料在適宜溫度下能夠快速吸收和釋放氫，在存儲和釋放氫氣的過程中不再需要鎂元素進行氧化反應。
 
    勞倫斯伯克利國家實驗室無機納米材料制造部門副主任厄本表示：“這一工作成果展示了我們有能力制造出一種納米級的復合材料，該材料的問世顛覆了熱力學的基本原則并且克服了熱運動的障礙，真正結束了材料原子組合不易控制的障礙。該復合材料可以廣泛地應用在相關的能源研究領域。”
 
    對于這項成功的研究結果，厄本表現得十分興奮和自豪。“這在儲氫材料、電池和燃料電池的設計史上是一次重大突破。當然，發現一種能夠有助于找到更具可持續性能源解決方案的新型材料是能源部門的核心任務，而我們通過出色的實驗成功地完成了這項任務。同時，我們所取得的成功離不開勞倫斯伯克利國家實驗室的大力支持和共事者之間強有力的合作，以及為我們提供尖端顯微鏡、科研工具、科研材料和專業知識的合作者。”他稱。
 
    勞倫斯伯克利國家實驗室清潔能源實驗室主任馬奧也表示：“我們一直與業界保持緊密合作，以維護儲氫設備和制定儲氫性能測試協議。厄本的團隊開發出了新型復合材料，能與他們合作并為他們提供儲氫研究設備，我們感到非常高興。”
 
    據悉，厄本科研團隊的研究工作由美國能源部科學辦公室資助。同時，厄本所在的無機納米材料制造部門是美國能源部五大納米技術研究中心之一，為科研人員提供最先進的納米制造設備、納米工藝、納米材料模型，并為國家納米技術研究建立基礎設施投資資金。
 
    報道稱，這種新的納米復合材料提取自一種丙烯酸甲酯聚合物的基質，這種聚合物源于樹脂玻璃。厄本的科研團隊使用最小分辨率為0.5埃的電子顯微鏡觀察個別分散在聚合物上的鎂納米晶粒，并利用該顯微鏡的高分辨率成像能力跟蹤缺陷以及對儲存在新型復合材料中的氫活動進行觀察。最終，通過光譜調查，他們以前所未有的精準度確認了在這種新型材料中的氫的存在。