英媒:“沐浴綿”式材料助推氫動力車發展
2020年04月20日14:20

原標題:英媒:“沐浴綿”式材料助推氫動力車發展 來源:參考消息網

參考消息網4月20日報導 英媒稱,科學家開發出一種“沐浴海綿”式的新材料,能以較低的壓力和成本容納和釋放大量氫氣,可大大推動新一代氫動力汽車的發展。

據英國廣播公司網站4月18日報導,這種鋁基材料由大量小孔構成,一克材料的表面積相當於一個足球場。

報導稱,2017年,轎車、卡車、飛機和火車的二氧化碳排放量超過發電廠,成為美國溫室氣體排放的最大來源。

除開發電動汽車外,業界也在重點關注作為零排放汽車動力來源的氫氣。

氫氣為轎車和卡車中的燃料電池提供動力。如果氫氣是利用可再生能源製備的,那它就是一種環保程度較高的燃料。

然而,氫動力汽車也存在一些缺點。

氫氣極輕——在正常氣壓下,要攜帶1公斤氫氣(可驅動汽車行駛100多公里),需要一個容積達1.1萬升的儲氣箱。

為瞭解決這個問題,人們通常在高壓狀態下——約700巴(約合7000萬帕斯卡)——儲存氫氣,因此汽車單次可攜帶4到5公斤氫氣,最多可行駛500公里。

這一壓強水平是汽車輪胎中壓強的300倍左右,需使用特製儲氣箱,這就導致汽車成本上升。

現在,研究人員認為,有了他們研發的新方法,就可在壓力低得多的環境下儲存大量氫氣。

研究小組設計了一種多孔新材料,稱其為“金屬有機結構”。

該產品名為NU-1501,以有機分子和金屬離子為原料,這些分子和離子自行組合成高度結晶的多孔結構。

報導稱,帶頭開展這項研究的美國西北大學教授奧馬爾·法爾哈說:“它就像一塊沐浴綿,但孔洞排列得非常有序。如果你潑水後用海綿擦拭,再次使用海綿時,你得先把裡面的水擠出來。這種材料也一樣——我們利用壓力來儲存和釋放這些氣體分子。”法爾哈還說:“因此,它的工作原理就像沐浴綿一樣,不過其工作方式非常巧妙、經過編排。”

這種新材料的關鍵能力是,它不需要一個巨大的容器就能在壓力低得多的環境下儲存氫和其他氣體。

法爾哈說:“我們可以在金屬有機結構的孔洞中儲存大量氫和甲烷,用比目前燃料電池汽車所需的更低的壓力將其輸送至汽車引擎。” 

在為美國國防部研發用於保護士兵免受神經毒氣襲擊的吸附材料時,法爾哈的團隊積累了經驗。

這種新材料達到了美國能源部對替代燃料的車載儲存和輸送系統設定的嚴格要求。

但為進一步研發,科學家需要汽車製造商大力投資。

該研究論文發表在美國《科學》週刊上。

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