西北大学合成超高孔隙率材料 可用于燃料电池车存储氢气

  据外国媒体报道,西北大学(NorthwesternUniversity)的一个团队设计并合成了一种超高孔隙率、大表面积的新材料,可用于燃料电池汽车储存氢气和甲烷。这种气体是清洁能源,可以替代化石燃料产生二氧化碳。
  这种材料是一种金属-有机骨架材料(MOF),与传统吸附材料相比,它能在更安全的压力下储存更多的氢气和甲烷,而且成本更低。
  吸附剂是一种多孔固体,吸附液体或气体分子在其表面。通过纳米大小的孔,西北大学开发的新材料可达到1.3个足球场大小,其表面积仅为1克(重量为6 M≤≤M巧克力豆)。
  研究人员说,这种新材料是整个储气业的一个突破,因为压缩气体,如氧气、氢、甲烷和其他气体,需要在许多工业和应用中使用。
  超多孔MOF材料被称为Nu-1501,它由有机分子和金属离子或团簇自组装而成,形成一个多维、高度结晶的多孔框架结构。研究人员说,要描述MOF的结构,可以把它看作是玩具小叮当玩具,其中金属离子或团簇是圆形或方形节点,而有机分子则是连接节点的圆形棒。
  目前,氢动力汽车和甲烷动力汽车都需要高压压缩气体才能运行。氢气罐的压力是汽车轮胎的300倍。由于氢气密度低,达到这种高压需要很高的成本;此外,氢是一种高度易燃的气体,非常不安全。
  开发新的吸附材料可以储存汽车在较低压力下使用的氢气和甲烷气体,帮助科学家和工程师达到能源部开发下一代清洁能源车辆的目标。为了实现上述目标,有必要优化燃料箱的大小和重量。在研究中,新多孔材料平衡了氢和甲烷的体积(大小)和重量(质量),使研究人员离实现这一目标又近了一步。
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