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新型錳氫儲氫材料:大幅提升儲氫效率

迄今為止,由于氫氣運輸和基礎設施缺乏有效的存儲方案,而使氫能經濟發展受到阻礙。當前的方案需要高壓或者復雜的熱管理方案來實現所需的存儲密度。來自英國的一支國際化研究團隊合成了一種錳氫材料,在車輛中不使用冷卻和加熱設備的情況下,其儲氫量達到現有700 bar相同體積儲氫瓶的四倍。

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科學家們已經發現了一種可以解鎖氫動力汽車潛力的關鍵新材料。

隨著世界正在探索更環保的替代燃油的技術,例如電動汽車及另一種具有巨大潛力的“綠色”氫能技術。然而到現在為止,燃料電池系統主要還存在尺寸、復雜性和費用等障礙。

由英國蘭卡斯特大學(Lancaster University)的戴維德安通尼爾(David Antonelli)教授領導的國際研究團隊發現了一種由氫化錳制成的新材料,可為上述問題提供解決方案。新材料將用于制造燃料箱內儲存氫氣的分子篩,并與“氫動力系統”中的燃料電池一起工作。

這種稱為KMH-1(Kubas Manganese Hydride-1,Kubas錳氫化物-1)的材料能夠設計比現有氫燃料技術更小、更便宜、更方便和能量密集的儲罐,顯著優于電池供電的車輛。

蘭開斯特大學物理化學系主任安通尼爾教授在這個領域的研究已經超過15年,他表示:“我們的材料制造的成本非常低,而且它能量存儲密度遠遠高于鋰離子電池,我們可以預見氫燃料電池系統的成本比鋰離子電池低五倍,而且提供更長的續航時間。”

這種材料基于一個稱為Kubas結合的化學反應過程,該方法能夠在室溫下使H2分子內的氫原子隔開并來儲存氫。這避免了需要復雜的設備來傳遞高能量的極端溫度下的原子鍵之間的分裂和結合過程。

KMH-1材料還能吸收和儲存任何多余的能量,因此不需要外部熱量和冷卻。這一點至關重要,因為它意味著車輛中不需要使用冷卻和加熱設備,從而使系統設計有可能比現有的更有效。

分子篩在大約120個大氣壓下吸收氫氣,這比典型的潛水罐小。當壓力釋放時,它將氫從儲罐中釋放到燃料電池中。

研究人員的實驗表明,與現有技術相比,相同的體積下該材料可以在儲存四倍的氫氣。這對于汽車制造商來說非常有用,因為它增加了四倍的車輛使用范圍,或者允許他們將燃料箱的尺寸減小到四倍,使設計車輛的靈活性。

雖然包括汽車和重型貨車在內的車輛是最該技術最重要的應用,但研究人員認為KMH-1還有許多其他應用。

“這種材料還可用于便攜式設備,如無人機或移動充電器,因此人們可以進行為期一周的野營旅行而無需為設備充電,”安通尼爾教授說。 “這帶來的真正優勢在于你將能夠長時間離線,例如長途卡車旅行、無人駕駛飛機和機器人技術。”

該技術已通過南威爾士大學(University of South Wales)授權給了一家名為Kubagen的衍生公司,安通尼爾教授為該公司共同創始人。

編譯:七喜

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