可儲氫的“納米巧克力”結(jié)構(gòu)創(chuàng)建
科技日報北京12月29日電 （記者張夢然）據(jù)美國化學(xué)學(xué)會（ACS）期刊《ACS Nano》上發(fā)表的一項(xiàng)研究，德國電子同步加速器（DESY）團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種創(chuàng)新方法，可將納米粒子變成簡單的儲氫庫。
具有高度揮發(fā)性的氫氣被認(rèn)為是未來很有前途的能源載體，可為飛機(jī)、船舶和卡車提供氣候友好型燃料，并允許生產(chǎn)氣候友好型鋼鐵和水泥——這取決于氫氣如何生成。然而，儲存氫氣的成本很高：要么將氣體保存在壓強(qiáng)高達(dá)700巴（壓強(qiáng)單位，1巴=100千帕）的加壓罐中，要么將其液化，這意味著須將其冷卻至-253℃。這兩個過程都會消耗額外的能量。
DESY納米實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人安德雷斯·斯蒂爾領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新方法，將氫儲存在由貴金屬鈀制成的直徑僅為1.2納米的微小納米粒子中。鈀可以像海綿一樣吸收氫的事實(shí)早已為人所知。
這些微小粒子足夠堅(jiān)固，它們由稀有貴金屬銥制成的核也很穩(wěn)定，并附著在石墨烯載體上。斯蒂爾說：“我們能夠?qū)⑩Z粒子以僅2.5納米的間隔附著在石墨烯上。這會形成一種規(guī)則的、周期性的結(jié)構(gòu)。”
DESY的X射線源PETRA Ⅲ用于觀察當(dāng)鈀粒子與氫接觸時會發(fā)生什么：本質(zhì)上，氫黏附在納米粒子的表面，幾乎沒有任何氣體滲透到內(nèi)部。納米粒子就像是一種巧克力結(jié)構(gòu)：中心是銥“堅(jiān)果”，包裹在一層鈀中，外部是由氫氣包裹的“巧克力”。回收儲存的氫氣只需稍微加熱，氫就會從粒子表面迅速釋放出來，因?yàn)闅怏w分子不必從簇內(nèi)部推出。
斯蒂爾表示，接下來，研究人員希望確定使用這種新方法可以實(shí)現(xiàn)的存儲密度。然而，在進(jìn)行實(shí)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)或是比石墨烯更合適的載體，研究人員正在考慮使用含有微孔的碳海綿。
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