2021-12-29 10:34
据外媒报道，研究人员提出一种创新方法，可以将纳米颗粒变成简单的储氢器。
（图片来源：phys.org）
作为一种高挥发气体，氢被认为是富有前景的未来能源载体，可以成为飞机、轮船和卡车中使用的环保型燃料，当然这取决于氢气的生产方式。然而，储氢成本很高，需要将气体保存在高达700 bar的加压容器中，或将其冷却至零下253℃进行液化。这两个过程均需额外耗能。
由德国电子同步加速器（DESY）的Andreas Stierle领导的研究团队为另一种方法奠定了基础，将氢存储在由贵金属钯制成的微小纳米颗粒中，其直径仅为1.2纳米。研究人员表示，钯能像海绵一样吸收氢，“但是从材料中重新提取氢是一个问题，因此正在尝试直径仅约1纳米的钯颗粒。”
为了确保这些微小的颗粒足够耐用，采用由稀有贵金属铱制成的内核进行稳定。此外将其附着在石墨烯载体上，这是一层极薄的碳层。DESY纳米实验室负责人Stierle表示：“研究人员能够以2.5纳米的间距将钯颗粒附着在石墨烯上，从而形成有规律的、周期性的结构。”
研究人员利用DESY的X射线源PETRA III，观察钯颗粒与氢接触时发生的状况。结果显示，氢会粘附在纳米颗粒表面，几乎不会渗透到颗粒内部。据描述，这些纳米颗粒有点像巧克力：中心的铱坚果包裹在一层钯软糖里，外部是氢气巧克力层。重新提取所储存的氢时，只需添加少量的热量，氢气就会迅速从颗粒表面释放出来，因为气体分子不必从团簇（cluster）内部挤出来。
研究人员希望进一步了解，通过这种新方法可以实现的储存密度水平。在实际投入应用之前，仍有一些挑战需要克服。例如，比起石墨烯，其他形式的碳结构可能更适合作为载体。专家们正在考虑采用含微小孔隙的碳海绵，这种材料可能容纳大量钯纳米颗粒。
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