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新型材料储氢比固态氢更紧密 |
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| http://cn.newmaker.com
4/7/2008 2:12:00 PM
佳工机电网
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 一种材料在自然情况下存储的氢会比固态氢还密实吗？美国科学家的一项最新研究证实了这种储氢材料确实存在，它具有很大的实际应用潜力。相关论文发表在美国化学学会出版的《朗缪尔》杂志上。
将氢能利用在汽车上要解决的最关键问题就是设计燃料箱，更直白一点，就是氢能的存储。解决这一问题主要有两种手段——高压存储气态氢或者低温存储液态氢。不过，这两种方法目前都不是十分理想。
在最新的研究中，美国国家标准化与技术研究所（NIST）、马里兰大学以及加州理工学院的科学家一道，研究了金属―有机配位子结构材料（MOFs）。与其他一些材料需要110至500摄氏度的高温才能释放出氢相比，MOFs属于少数几类能在较低限制条件下结合和释放氢的材料。
研究人员特别关注了MOF-74——由加州大学洛杉矶分校开发出的一种多孔晶体粉末。MOF-74的微观结构很像由碳原子和内壁的锌离子等紧密结合成的“麦秆”。1克的MOF-74表面积相当于两个篮球场。
利用中子散射和气体吸附技术，研究人员确定出在77K（-196摄氏度，液氮温度）时，MOF-74可以比迄今为止任何不加压结构材料吸附更多的氢（表面组装密度更大），而这些氢分子比冰冻成块的氢更加紧密。
NIST中子研究中心（NCNR）的Craig Brown表示，尽管他的小组尚未精确理解这种氢结合方式的奥秘，但他们认为锌中心应该有一些奇妙的特性。Brown说：“这绝对是首次在无需加压的条件下实现这一结果的。”
尽管让MOF-74达到液氮温度也不容易，但这总比固氢温度的4K（-269摄氏度）以下要好实现得多。最新研究的一个目的，也是要在更经济的温度下实现更实用化的能量密度，如果其他一些影响因素能够得到解决，无疑将为氢能的广泛应用开辟光明的前景。此外，对金属和氢相互作用物理学机制的全面理解，也将有助于科学家开发出新方法，来消除燃料经济中十分昂贵的制冷和隔绝处理。
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