
氫能是公認的清潔能源,在許多能源中脫穎而出,可以為飛機、船舶和卡車提供環(huán)保燃料。自1965年美國開始開發(fā)液氫發(fā)動機以來,已經(jīng)成功開發(fā)出各種類型的噴氣式和火箭式發(fā)動機。
此外,鐵路機車或普通汽車的開發(fā)也非?;钴S,用液氫代替柴油。氫汽車依賴氫燃料,氫燃料電池的運行也是通信電力系統(tǒng)和氫能系統(tǒng)的重要手段。21世紀,中國、美國、日本、加拿大和歐盟都制定了氫能發(fā)展計劃。
目前,儲氫方法主要分為三種:低溫液態(tài)儲氫、高壓氣態(tài)儲氫和儲氫材料儲氫,其中氣態(tài)儲氫是主要方法。高壓氣態(tài)儲氫成為市場主流,主要是因為它簡單易行,充放速度快,可以在室溫下進行,成本低,但氣體儲氫普遍存在安全隱患。
同時,由于技術難度大、氫液化成本高、能量損失大,低溫液體儲氫需要優(yōu)秀的保溫裝置進行保溫,短期內(nèi)難以實現(xiàn)突破性發(fā)展。固體儲氫材料具有優(yōu)異的儲氫性能,是三種方法中最理想的儲氫方法,但尚未開發(fā)出更合適的儲氫技術。
針對這些問題,德國科學家最近提出了一種新的儲氫方法:將氫儲存在貴金屬鈀制成的小納米粒子中,直徑只有1.2納米(一毫米百萬分之一)。
眾所周知,鈀可以像海綿一樣吸收氫氣,但為了保證小顆粒足夠堅固,中心是由稀有貴金屬銥制成的。它的組成過程可以描述為巧克力:中心的銥是堅果,包裹在一層鈀中,巧克力外面涂有氫氣。
在研究和觀察過程中,科學家們發(fā)現(xiàn)氫粘附在納米顆粒的表面,幾乎完全沒有滲透到內(nèi)部。此外,回收儲存的氫可以通過添加少量熱量迅速從顆粒表面釋放出來。
未來,這種納米夾心巧克力技術可能會成為創(chuàng)新能源的載體。目前,相關研究成果“Hydrogen Solubility and Atomic Structure of Graphene Supported Pd Nanoclusters”已在ACS Nano期刊上發(fā)表。
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