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  • 可儲氫的“納米巧克力”結構創建

    2021-12-30 08:49 來源:環球網 閱讀數:1238

    科技日報北京12月29日電 (記者張夢然)據美國化學學會(ACS)期刊《ACS Nano》上發表的一項研究,德國電子同步加速器(DESY)團隊開發出一種創新方法,可將納米粒子變成簡單的儲氫庫。

    具有高度揮發性的氫氣被認為是未來很有前途的能源載體,可為飛機、船舶和卡車提供氣候友好型燃料,并允許生產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高達700巴(壓強單位,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納米實驗室負責人安德雷斯·斯蒂爾領導的團隊設計了一種新方法,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早已為人所知。

    這些微小粒子足夠堅固,它們由稀有貴金屬銥制成的核也很穩定,并附著在石墨烯載體上。斯蒂爾說:“我們能夠將鈀粒子以僅2.5納米的間隔附著在石墨烯上。這會形成一種規則的、周期性的結構?!?

    DESY的X射線源PETRA Ⅲ用于觀察當鈀粒子與氫接觸時會發生什么:本質上,氫黏附在納米粒子的表面,幾乎沒有任何氣體滲透到內部。納米粒子就像是一種巧克力結構:中心是銥“堅果”,包裹在一層鈀中,外部是由氫氣包裹的“巧克力”?;厥諆Υ娴臍錃庵恍枭晕⒓訜?,氫就會從粒子表面迅速釋放出來,因為氣體分子不必從簇內部推出。

    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現的存儲密度。然而,在進行實際應用之前,仍然需要克服一些挑戰。例如,其他形式的碳結構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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