鉅大LARGE | 點擊量:886次 | 2019年05月20日
一種新型材料:儲存更多氫燃料 提供比鋰電池高五倍的續(xù)航能力
科學家們發(fā)現(xiàn)了一種新的材料,這種材料能夠保持釋放氫動力汽車潛能的鑰匙。
隨著世界逐漸遠離化石燃料驅動的汽車和卡車,越來越多的綠色替代技術正在探索中,比如電動電池驅動的汽車。
另一個具有巨大潛力的“綠色”技術是氫動力。然而,一個主要的障礙是燃料系統(tǒng)的規(guī)模、復雜性和成本——直到現(xiàn)在也沒完全解決。
蘭開斯特大學的大衛(wèi)·安東內利教授領導的一個國際研究小組發(fā)現(xiàn)了一種由氫化錳制成的新材料,它提供了一種解決方案。這種新材料將被用于在燃料箱中制造分子篩——這種材料可以儲存氫,并與氫動力系統(tǒng)中的燃料電池一起工作。
這種被稱為KMH-1(Kubas氫化錳-1)的材料將使燃料箱的設計變得比現(xiàn)有的氫燃料技術更小、更便宜、更方便和具有更高的能量密度,并且大大超過了電池驅動的汽車。
蘭開斯特大學物理化學教授安東內利(Antonelli)已經(jīng)在這方面研究了15年多,他說:“我們的材料制造成本很低,而且它能儲存的能量密度比鋰離子電池高很多,我們可以看到氫燃料電池系統(tǒng)的成本比鋰離子電池低5倍。能提供比鋰電池更大的續(xù)航里程——可能使兩次充電之間的行程延長四到五倍?!?br/>
這種材料利用了一種叫做kubas結合的化學過程。這個過程通過使氫原子遠離氫分子并在室溫下工作來儲存氫。這就不需要分裂和結合原子之間的鍵,不需要高能量和極端溫度的過程,也不需要復雜的設備來傳送。
KMH-1材料還能吸收和儲存多余的能量,因此不需要外部加熱和冷卻。這一點至關重要,因為這意味著冷卻和加熱設備不需要在車輛中使用,從而產(chǎn)生比現(xiàn)有設計效率更高的系統(tǒng)。
這種分子篩的工作原理是在大約120個大氣壓下吸收氫氣,這個大氣壓比一個典型的水肺罐要小。當壓力釋放時,它會將氫從油箱釋放到燃料電池中。
研究人員的實驗表明,這種材料能夠以與現(xiàn)有氫燃料技術相同的體積儲存4倍的氫。這對于車輛制造商來說是非常好的,因為它為他們提供了靈活性,使他們能夠設計出續(xù)航里程增加四倍的車輛,或者使他們能夠將油箱的尺寸減小四倍。
雖然包括汽車和重型貨車在內的車輛是最明顯的應用,但研究人員認為,KMH-1還有許多其他的應用。
安東內利教授說:“這種材料也可以用于便攜式設備,如無人機或移動充電器,這樣人們就可以在不充電的情況下進行為期一周的野營旅行。這帶來的真正好處是,在這種情況下,當您需要長時間脫離電網(wǎng)時,例如長途卡車旅行、無人駕駛飛機和機器人,它也可以用來用燃料電池來管理房屋或偏遠地區(qū)?!?br/>
這項技術已被南威爾士大學授權給一家名為庫巴根的分拆公司,該分拆公司的一部分歸安東內利教授所有。
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