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為更高效的氫燃料汽車鋪平道路
2022年04月02日    閱讀量:     新聞來源:中國化工網 okmart.com  |  投稿

“在近環境溫度下,金屬-有機骨架Ni2(m-dobdc)的儲氫能力創下歷史新高”
材料化學

氫動力汽車的排氣管只排放水蒸氣,為化石燃料運輸提供了更清潔的替代品。但要讓氫動力汽車成為主流,科學家需要開發更高效的氫儲存系統?,F在,ACS《材料化學》雜志報道的研究人員已經使用金屬-有機框架(MOF)創造了正常運行條件下儲氫能力的新紀錄。

根據美國能源部的數據,2017年,美國有34個可公開使用的氫燃料加油站,其中31個位于加利福尼亞州。隨著燃料基礎設施的增加,氫動力汽車的廣泛采用需要技術進步。特別是,改進的儲氫系統可以增加汽車的行駛里程,同時降低成本。目前的氫動力汽車使用昂貴、笨重的冷卻或壓縮系統來儲存足夠的氫,以滿足可接受的行駛范圍。杰弗里·朗(Jeffrey Long)和同事們想知道,在正常駕駛條件下,他們是否可以使用MOF儲存更多氫燃料。MOF是含有與有機配體配位的金屬離子的化合物。一些MOF的3D結構形成孔隙,強烈吸附氫氣分子,使其吸引其他分子,從而使氣體在接近環境條件下冷凝。

為了確定儲氫的最佳MOF,研究人員測試了四種不同的化合物——兩種含有鎳,兩種含有鈷作為配位金屬。一種名為Ni2(m-dobdc)的MOF在一定壓力和溫度范圍內顯示出最高的儲氫能力。在環境溫度和油箱壓力遠低于當前氫燃料汽車的情況下,Ni2(m-dobdc)的儲氫容量創下了新紀錄,即每升MOF晶體的儲氫容量為11.9克燃料。在相同條件下,MOF的儲存容量明顯大于壓縮氫氣。當研究人員通過中子衍射檢查MOF的結構時,他們發現一個孔中含有七個特定的氫氣結合位點,這使得燃料能夠緊密堆積。

作者感謝美國能源部能源效率和可再生能源辦公室燃料電池技術辦公室提供的資金。

注:ACS不進行研究,但出版和公布同行評審的科學研究。

標簽:化學試劑,技術中心,石油化工
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