成功开发含金属的镁纳米复合材料,以实现高效的储氢

日期:2019-02-09 来源:作者:

根据美国物理学家组织网络最近的一份报告,美国科学家设计了一种新的储氢纳米复合材料,它由镁金属和聚合物组成,可以在常温下快速吸收和释放氢气。这是储氢和氢气。燃料电池领域的又一重大突破。

成功开发含金属的镁纳米复合材料,以实现高效的储氢

在20世纪70年代,氢开始被视为化石燃料的替代品,并对其寄予厚望,因为氢燃烧的副产品只是水,而其他碳氢化合物燃料则燃烧温室气体和有害污染物。此外,与汽油相比,氢具有更轻的质量,更高的能量密度和丰富的来源。

但如果氢气要取代汽油作为燃料,它必须解决两个主要问题:如何安全和密集地储存它,以及如何更容易地获得它。近年来,科学家们一直在努力解决这两个问题。他们试图锁住固体中的氢;试图在更小的空间内储存更多的氢,同时使氢的反应性降低,使氢等挥发性物质稳定,低反应性非常重要。然而,大多数固体只能吸收少量氢气,同时整个系统需要进行极热或冷却以提高其能效。

现在,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的科学家设计了一种新的纳米储氢复合材料,它是从聚甲基丙烯酸甲酯(聚合物玻璃相关聚合物)基质中的金属镁纳米粒子中分散出来的。组成。新材料可在常温下快速吸收和释放氢气,镁金属在吸收和释放氢气的循环过程中不会氧化。

研究员Gwenth Erben表示,研究表明,在纳米复合材料的设计中,它们可以突破基本的热力学和动力学障碍,使材料得到很好的整合;并有效地平衡新的复合材料。聚合物和纳米金属颗粒为解决其他能源研究领域的相关问题提供了参考。

Urban和同事Christian Kislovsky使用来自美国能源部国家电子显微镜中心的TEAM0.5显微镜观察了一种分散在聚合物中的镁纳米晶体。 TEAM0.5显微镜是世界上最强大的电子显微镜,能够以0.5埃的分辨率直接观察和分析纳米结构(约为碳原子尺寸的三分之一,是原子尺度研究的关键维度)。利用显微镜,研究人员还能够跟踪氦晶体中的不规则排序和原子空白,这使科学家能够以前所未有的精度和准确度了解氢原子在新存储材料中的行为。

Kislovsky说:使用TEAM0.5显微镜,可以确定该材料中存在氢,它可以直接拍摄新材料中的氢原子阵列,使我们能够更好地观察氢原子的行为。