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新能源技術(shù)

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)鈀“納米巧克力”顆粒 可用于儲氫

2025China.cn   2021年12月29日

       據(jù)外媒報道,研究人員提出一種創(chuàng)新方法,可以將納米顆粒變成簡單的儲氫器。


(圖片來源:phys.org)

       作為一種高揮發(fā)氣體,氫被認(rèn)為是富有前景的未來能源載體,可以成為飛機(jī)、輪船和卡車中使用的環(huán)保型燃料,當(dāng)然這取決于氫氣的生產(chǎn)方式。然而,儲氫成本很高,需要將氣體保存在高達(dá)700 bar的加壓容器中,或?qū)⑵淅鋮s至零下253℃進(jìn)行液化。這兩個過程均需額外耗能。

       由德國電子同步加速器(DESY)的Andreas Stierle領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)為另一種方法奠定了基礎(chǔ),將氫存儲在由貴金屬鈀制成的微小納米顆粒中,其直徑僅為1.2納米。研究人員表示,鈀能像海綿一樣吸收氫,“但是從材料中重新提取氫是一個問題,因此正在嘗試直徑僅約1納米的鈀顆粒?!?BR>       為了確保這些微小的顆粒足夠耐用,采用由稀有貴金屬銥制成的內(nèi)核進(jìn)行穩(wěn)定。此外將其附著在石墨烯載體上,這是一層極薄的碳層。DESY納米實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Stierle表示:“研究人員能夠以2.5納米的間距將鈀顆粒附著在石墨烯上,從而形成有規(guī)律的、周期性的結(jié)構(gòu)?!?BR>       研究人員利用DESY的X射線源PETRA III,觀察鈀顆粒與氫接觸時發(fā)生的狀況。結(jié)果顯示,氫會粘附在納米顆粒表面,幾乎不會滲透到顆粒內(nèi)部。據(jù)描述,這些納米顆粒有點(diǎn)像巧克力:中心的銥堅(jiān)果包裹在一層鈀軟糖里,外部是氫氣巧克力層。重新提取所儲存的氫時,只需添加少量的熱量,氫氣就會迅速從顆粒表面釋放出來,因?yàn)闅怏w分子不必從團(tuán)簇(cluster)內(nèi)部擠出來。
       研究人員希望進(jìn)一步了解,通過這種新方法可以實(shí)現(xiàn)的儲存密度水平。在實(shí)際投入應(yīng)用之前,仍有一些挑戰(zhàn)需要克服。例如,比起石墨烯,其他形式的碳結(jié)構(gòu)可能更適合作為載體。專家們正在考慮采用含微小孔隙的碳海綿,這種材料可能容納大量鈀納米顆粒。

(轉(zhuǎn)載)

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