氫能是公認(rèn)的清潔能源,在許多能源中脫穎而出,可以為飛機(jī)、船舶和卡車(chē)提供環(huán)保燃料。自1965年美國(guó)開(kāi)始開(kāi)發(fā)液氫發(fā)動(dòng)機(jī)以來(lái),已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出各種類(lèi)型的噴氣式和火箭式發(fā)動(dòng)機(jī)。
此外,鐵路機(jī)車(chē)或普通汽車(chē)的開(kāi)發(fā)也非常活躍,用液氫代替柴油。氫汽車(chē)依賴(lài)氫燃料,氫燃料電池的運(yùn)行也是通信電力系統(tǒng)和氫能系統(tǒng)的重要手段。21世紀(jì),中國(guó)、美國(guó)、日本、加拿大和歐盟都制定了氫能發(fā)展計(jì)劃。
目前,儲(chǔ)氫方法主要分為三種:低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫,其中氣態(tài)儲(chǔ)氫是主要方法。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫成為市場(chǎng)主流,主要是因?yàn)樗?jiǎn)單易行,充放速度快,可以在室溫下進(jìn)行,成本低,但氣體儲(chǔ)氫普遍存在安全隱患。
同時(shí),由于技術(shù)難度大、氫液化成本高、能量損失大,低溫液體儲(chǔ)氫需要優(yōu)秀的保溫裝置進(jìn)行保溫,短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展。固體儲(chǔ)氫材料具有優(yōu)異的儲(chǔ)氫性能,是三種方法中最理想的儲(chǔ)氫方法,但尚未開(kāi)發(fā)出更合適的儲(chǔ)氫技術(shù)。
針對(duì)這些問(wèn)題,德國(guó)科學(xué)家最近提出了一種新的儲(chǔ)氫方法:將氫儲(chǔ)存在貴金屬鈀制成的小納米粒子中,直徑只有1.2納米(一毫米百萬(wàn)分之一)。
眾所周知,鈀可以像海綿一樣吸收氫氣,但為了保證小顆粒足夠堅(jiān)固,中心是由稀有貴金屬銥制成的。它的組成過(guò)程可以描述為巧克力:中心的銥是堅(jiān)果,包裹在一層鈀中,巧克力外面涂有氫氣。
在研究和觀察過(guò)程中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)氫粘附在納米顆粒的表面,幾乎完全沒(méi)有滲透到內(nèi)部。此外,回收儲(chǔ)存的氫可以通過(guò)添加少量熱量迅速?gòu)念w粒表面釋放出來(lái)。
未來(lái),這種納米夾心巧克力技術(shù)可能會(huì)成為創(chuàng)新能源的載體。目前,相關(guān)研究成果“Hydrogen Solubility and Atomic Structure of Graphene Supported Pd Nanoclusters”已在ACS Nano期刊上發(fā)表。
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