新型锰氢储氢材料：大幅提升储氢效率

2019-06-11 13:17

迄今为止，由于氢气运输和基础设施缺乏有效的存储方案，而使氢能经济发展受到阻碍。当前的方案需要高压或者复杂的热管理方案来实现所需的存储密度。来自英国的一支国际化研究团队合成了一种锰氢材料，在车辆中不使用冷却和加热设备的情况下，其储氢量达到现有700 bar相同体积储氢瓶的四倍。

科学家们已经发现了一种可以解锁氢动力汽车潜力的关键新材料。

随着世界正在探索更环保的替代燃油的技术，例如电动汽车及另一种具有巨大潜力的“绿色”氢能技术。然而到现在为止，燃料电池系统主要还存在尺寸、复杂性和费用等障碍。

由英国兰卡斯特大学（Lancaster University）的戴维德安通尼尔（David Antonelli）教授领导的国际研究团队发现了一种由氢化锰制成的新材料，可为上述问题提供解决方案。新材料将用于制造燃料箱内储存氢气的分子筛，并与“氢动力系统”中的燃料电池一起工作。

这种称为KMH－1（Kubas Manganese Hydride－1，Kubas锰氢化物－1）的材料能够设计比现有氢燃料技术更小、更便宜、更方便和能量密集的储罐，显着优于电池供电的车辆。

兰开斯特大学物理化学系主任安通尼尔教授在这个领域的研究已经超过15年，他表示：“我们的材料制造的成本非常低，而且它能量存储密度远远高于锂离子电池，我们可以预见氢燃料电池系统的成本比锂离子电池低五倍，而且提供更长的续航时间。”

这种材料基于一个称为Kubas结合的化学反应过程，该方法能够在室温下使H2分子内的氢原子隔开并来储存氢。这避免了需要复杂的设备来传递高能量的极端温度下的原子键之间的分裂和结合过程。

KMH－1材料还能吸收和储存任何多余的能量，因此不需要外部热量和冷却。这一点至关重要，因为它意味着车辆中不需要使用冷却和加热设备，从而使系统设计有可能比现有的更有效。

分子筛在大约120个大气压下吸收氢气，这比典型的潜水罐小。当压力释放时，它将氢从储罐中释放到燃料电池中。

研究人员的实验表明，与现有技术相比，相同的体积下该材料可以在储存四倍的氢气。这对于汽车制造商来说非常有用，因为它增加了四倍的车辆使用范围，或者允许他们将燃料箱的尺寸减小到四倍，使设计车辆的灵活性。

虽然包括汽车和重型货车在内的车辆是最该技术最重要的应用，但研究人员认为KMH－1还有许多其他应用。

“这种材料还可用于便携式设备，如无人机或移动充电器，因此人们可以进行为期一周的野营旅行而无需为设备充电，”安通尼尔教授说。 “这带来的真正优势在于你将能够长时间离线，例如长途卡车旅行、无人驾驶飞机和机器人技术。”

该技术已通过南威尔士大学（University of South Wales）授权给了一家名为Kubagen的衍生公司，安通尼尔教授为该公司共同创始人。

编译：七喜

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