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英媒:“沐浴绵”式材料助推氢动力车发展

英媒称,这种铝基材料由大量小孔构成,一克材料的表面积相当于一个足球场。这种新材料的关键能力是,它不需要一个巨大的容器就能在压力低得多的环境下储存氢和其他气体。

参考消息网4月20日报道 英媒称,科学家开发出一种“沐浴海绵”式的新材料,能以较低的压力和成本容纳和释放大量氢气,可大大推动新一代氢动力汽车的发展。

据英国广播公司网站4月18日报道,这种铝基材料由大量小孔构成,一克材料的表面积相当于一个足球场。

报道称,2017年,轿车、卡车、飞机和火车的二氧化碳排放量超过发电厂,成为美国温室气体排放的最大来源。

除开发电动汽车外,业界也在重点关注作为零排放汽车动力来源的氢气。

氢气为轿车和卡车中的燃料电池提供动力。如果氢气是利用可再生能源制备的,那它就是一种环保程度较高的燃料。

然而,氢动力汽车也存在一些缺点。

氢气极轻——在正常气压下,要携带1公斤氢气(可驱动汽车行驶100多公里),需要一个容积达1.1万升的储气箱。

为了解决这个问题,人们通常在高压状态下——约700巴(约合7000万帕斯卡)——储存氢气,因此汽车单次可携带4到5公斤氢气,最多可行驶500公里。

这一压强水平是汽车轮胎中压强的300倍左右,需使用特制储气箱,这就导致汽车成本上升。

现在,研究人员认为,有了他们研发的新方法,就可在压力低得多的环境下储存大量氢气。

研究小组设计了一种多孔新材料,称其为“金属有机结构”。

该产品名为NU-1501,以有机分子和金属离子为原料,这些分子和离子自行组合成高度结晶的多孔结构。

报道称,带头开展这项研究的美国西北大学教授奥马尔·法尔哈说:“它就像一块沐浴绵,但孔洞排列得非常有序。如果你泼水后用海绵擦拭,再次使用海绵时,你得先把里面的水挤出来。这种材料也一样——我们利用压力来储存和释放这些气体分子。”法尔哈还说:“因此,它的工作原理就像沐浴绵一样,不过其工作方式非常巧妙、经过编排。”

这种新材料的关键能力是,它不需要一个巨大的容器就能在压力低得多的环境下储存氢和其他气体。

法尔哈说:“我们可以在金属有机结构的孔洞中储存大量氢和甲烷,用比目前燃料电池汽车所需的更低的压力将其输送至汽车引擎。”

在为美国国防部研发用于保护士兵免受神经毒气袭击的吸附材料时,法尔哈的团队积累了经验。

这种新材料达到了美国能源部对替代燃料的车载储存和输送系统设定的严格要求。

但为进一步研发,科学家需要汽车制造商大力投资。

该研究论文发表在美国《科学》周刊上。

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