氢是燃料电池所需要的能源,它将带来一场新的能源革命。11月12日,美国弗吉尼亚大学的研究人员在该州召开的国际氢经济材料论坛上宣布,他们开发出了可大幅提高氢储存能力的新材料,其储氢量最大可达到自身重量的14%,相当于目前储氢合金材料的2倍,同时,该技术采用在室温下储存氢的方式。《科学》杂志的文章指出,这是氢研究人员梦寐以求的突破。
氢是一种能源携带者,燃料电池就是以氢气为燃料将化学能转化为电能的发电装置,它是水的电解反应的反向过程,当氢与氧结合时,其产品就是电力、水和热量,并不会排放温室气体,因此,氢被当做替代化石燃料的新型绿色能源。但是,如果要让氢经济梦想成真,科学家们必须提高氢气生产和储存的效率。
科学家们希望能够提高氢贮存的效率、降低氢贮存的成本,一种方法便是研究如何提高合金的贮氢量。目前,在室温下,最好的氢吸收合金只能储存相当于其重量约2%的氢,不能实际用于汽车的能量储存箱。另一种材料能够将氢储存量提高到7%,但这需要高温或低温环境,增加了能耗和成本。
2006年,美国国家标准和技术局的TanerYildirim博士领导研究小组,通过理论计算发现,钛和一种乙烯小型碳氢化合物能够形成稳定的复合结构,这种复合材料能吸收相当于其重量14%的氢。在弗吉尼亚大学BellaveShivaram教授实验室做博士后的亚当·菲利浦决定通过实验来证实这一理论。
菲利浦用一束激光将钛在乙烯气体中蒸发,所形成的复合材料在基底上形成一层薄膜。然后,他在室温下将氢加入到这种合金中,发现合金的重量增加了14%,与理论计算的结果一样。在成功进行一系列实验后,菲利浦于11月12日召开的会上说:“储存量约为以前材料的2倍,有了这项发明,氢能源社会将变成现实。”Shivaram指出:“新材料通过了我们尝试进行的所有性能验证实验,相信该材料会给社会带来很大影响。”
通用汽车公司研发中心的氢储存专家Gholam-AbbasNazri说:“这个新结果令人十分激动。”但他同时强调:“我们必须十分小心。”因为在此之前,这个领域中已经出现了很多错误性的结果。而且,研究人员还必须做出更大块的材料,并表明这种储氢能力依然存在,同时还必须表明氢的释放能够像氢的储存那样容易。
即使面对这样的警告,美国阿贡实验室的物理学家GeorgeCrabtree仍坚持认为,这一结果是最近几年来最有发展潜力的突破。
