美媒:工程師發現儲存氫的最優結構

　　參考消息網3月19日報導 美媒稱，賴斯大學的工程師專注於研究納米材料「白色石墨烯」儲存氫的最優結構——這個設計就像小人國的摩天大樓中有氮化硼的「樓層」一層層加蓋，並由氮化硼柱保持精確的5.2埃（埃為長度單位，1埃等於0.1納米）的距離。

　　據美國每日科學網站3月13日報導，這一研究結果發表在德國《斯莫爾》雜誌上。

　　研究報告的第一作者、賴斯大學土木與環境工程助理教授魯茲貝赫·沙赫薩瓦裡說：「我們的初衷是創造一種有效材料，它可以承載和儲存大量氫——體積和重量都要大——並能在需要時快速、輕鬆地釋放氫。」

　　氫是宇宙中最輕、含量最豐富的元素，其能量質量比遠遠超過化石燃料。氫也是最清潔的發電方式：唯一的副產品是水。BCC研究公司市場分析員2017年發布的一份報告認為，到2021年全球氫儲存材料和技術的市場價值可能達到每年54億美元。

　　氫的主要缺點與便攜性、儲存和安全問題有關。雖然在高壓下氫可以大量儲藏於地下鹽丘和特別設計的罐箱內，但是工程師們對於如何製造出大小相當於汽車油箱的小型可攜式罐箱仍然一籌莫展。

　　報導稱，經過賴斯大學速度最快的兩臺超級計算機數月的計算後，沙赫薩瓦裡和賴斯大學研究生趙朔（音）發現了在氮化硼中儲存氫的最優結構。這種材料的形式之一六方氮化硼由原子厚薄的硼和氮層組成，它有時被稱作白色石墨烯，因為這些原子的排列正像碳原子在石墨烯平層上的排列。

　　沙赫薩瓦裡的多尺度材料實驗室此前的工作發現，石墨烯和氮化硼的混合材料可以儲存足夠的氫，達到能源部對輕型燃料電池汽車的儲存目標。

　　沙赫薩瓦裡說：「材料的選擇很重要。氮化硼在吸收氫的方面比純石墨烯、碳納米管以及石墨烯和氮化硼的混合物好。」

　　他說：「但是氮化硼層和柱的間距和安排也很關鍵。所以我們決定進行全面搜索，在所有可能存在的氮化硼幾何排列中去發現哪種效果最好。我們還把各種溫度、氣壓、添加劑和微量元素納入計算之中。在氮化硼中加入添加劑和微量元素可以增強其氫儲存能力。」

　　【延伸閱讀】我國學者發明新型催化劑可大幅提高二氧化碳加氫反應效率

　　新華社合肥１０月１０日電（記者 徐海濤）近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室曾傑教授課題組在新能源研究領域取得重要進展，他們發明出一種新型氮化鈷催化劑，在同等條件下將二氧化碳加氫反應的轉換頻率提高至傳統鈷催化劑的６４倍，並可顯著降低能耗。國際權威學術期刊《自然·能源》１０月９日在線發表了該成果。

　　現代工業依賴化石燃料的大量使用，不僅將面臨能源枯竭問題，而且對環境造成危害。因此，開發可再生能源、提高能源利用效率是重要課題。二氧化碳加氫反應是低碳化學中的重要反應，一方面可以合成化工原料，緩解二氧化碳的排放壓力，實現碳能源的循環利用；另一方面可以合成甲醇，實現氫資源的儲存和利用。

　　但由於二氧化碳的化學惰性，二氧化碳加氫反應需要在高溫高壓條件下實現，轉化工藝存在能耗過大的問題。幾十年來，人類對非貴金屬催化劑在二氧化碳加氫反應中的活性物相研究仍處於起步階段。

　　近日，曾傑教授課題組採用新方法形成氮化鈷催化劑，在３２個大氣壓和１５０攝氏度的條件下，轉換頻率為同等條件下鈷催化劑的６４倍，同時其表觀活化能只有鈷催化劑的一半左右。他們進一步研究表明，鈷氮氫中的氨基氫原子直接加到二氧化碳分子上，可以形成甲酸根物種作為中間產物，從而大幅提升了二氧化碳加氫反應的活性。

　　據介紹，該研究以一種簡單有效的方式，加深了國際學界對鈷基催化劑在二氧化碳加氫反應中活性物相的理解，為今後尋找更廉價、高效的二氧化碳加氫催化劑提供了新思路，也為將來徹底解決能源和環境問題打下基礎。

　　（2017-10-10 17:12:17）

　　【延伸閱讀】美國科學家創造出金屬氫 或稱為超導全新材料

　　參考消息網1月28日報導 路透社1月26日報導稱，美國科學家給氫施加極強的壓力，使之變成金屬，從而造出一種全新材料，或許可在室溫下作為一種高效的導電體。

　　這項今天刊登在美國《科學》周刊上的發現，首次證實物理學家希拉德·貝爾·亨廷頓和尤金·威格納1935年提出的理論，即通常為氣體的氫在極大壓力下可能變成金屬形態。

　　幾個研究團隊一直在競相研製金屬氫，它因可能成為一種超導體而極其珍貴。目前，用於核磁共振成像儀等機器的超導體都必須用液態氦來保持極低的溫度，費用高昂。

　　該研究報告作者之一、哈佛大學物理學家艾薩克·西爾韋拉在一份聲明中說：「這是高壓物理學領域的聖杯。」

　　他還說：「這是地球上有史以來的第一個金屬氫樣本。所以在面對它的時候，你看到的是以前從未存在過的東西。」

　　未參與該研究的伊利諾伊大學厄巴納-尚佩恩分校物理學教授戴維·切珀利說，如果得以證實，這一發現將終結對於氫能否變成金屬的長達數十年的探求，讓人們對宇宙中這種最常見的元素獲得更多認識。

　　為了實現這一壯舉，西爾韋拉與博士後研究員蘭加·迪亞斯對一小塊氫樣本施加每平方英寸（約合6.45平方釐米）超過7170萬磅（約合3252萬公斤）的壓力。這比地球核心處的壓力還大。

　　這樣的壓力是用一種被稱為金剛石壓腔的裝置創造出來的。他們用一種特殊的方法使金剛石避免開裂，之前的實驗都因這個問題而失敗。

　　眼下的關鍵問題在於，壓力之下形成的金屬氫能否在室溫保持金屬特性。切珀利和西爾韋拉都認為答案是肯定的，但這尚需證實。

　　（2017-01-28 13:39:21）

　　【延伸閱讀】澳大利亞將向日本運送散裝液態氫 創世界首例

　　中新網1月11日電 據澳洲網報導，澳大利亞海事安全局與日本交通部11日籤署了一項新協議，將允許澳大利亞從維州向日本運輸散裝液態氫，而這也將成為世界上首例。

　　有關此次運輸協議的一個試點工程有望在2020年啟動。日本川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)正在製造運送液態氫的引航船隻。殼牌(Shell)公司也將參與此次工程。

　　依照兩國的計劃，澳大利亞運送的液態氫將從拉籌伯谷(Latrobe Valley)的褐煤礦生產。

　　據悉，自日本福島核電站2011年因地震和海嘯而發生爆炸災難後，該國一直渴望將氫作為其替代能源之一。而液態氫可被用來發動汽車。

　　據了解，現如今管制液化天然氣的一項國際法規並沒有規定散裝液態氫的相關內容。因此，澳大利亞與日本早已展開合作，致力於開發出一套新的運輸安全標準。

　　（2017-01-11 18:38:01）

　　【延伸閱讀】中國成為國際能源署氫能實施協議第26個正式會員

　　中新網北京11月26日電 (記者 張素)記者26日從中國科學院大連化學物理研究所獲悉，該所與北京有色金屬研究總院共同代表中國加入國際能源署氫能實施協議。

　　氫能實施協議是致力於在全球範圍內加速氫能實施和推廣的國際組織。隨著中國的加入，氫能實施協議正式會員達到26個國家、地區、組織或企業。

　　大連化物所的負責人告訴記者，早在2009年，氫能實施協議方面就邀請大連化物所代表中國加入該協議；之後，該所一直以觀察員身份參加該實施協議的執委會和專家會。2013年，中國科學技術部確定了大連化物所與北京有色院以共同代表身份參加氫能實施協議，為中國發聲。

　　國際能源署氫能實施協議主席Stefan Oberholzer在受訪時，對中國加入氫能實施協議的大家庭表示歡迎。他說，中國作為世界人口大國，一定能在潔淨能源和節能減排方面發揮重要的作用。

　　Oberholzer還表示，根據國際能源署的數據，2014年中國可再生能源增長佔到世界增長的40%。「鑑於快速增長的能源需求，中國在氫能方面的研究和應用，不僅能夠促進氫能和可再生能源的長足發展，也必將對緩解氣候變化大有裨益。」他說。(完)

　　（2016-11-26 11:04:01）

　　【延伸閱讀】外媒：首輛零排放氫動力列車將上路

　　Coradia iLint氫動力列車9月在柏林軌道交通技術展覽會上首次展出(美國雅虎新聞網站)

　　參考消息網11月4日報導 外媒稱，德國將引進世界上第一輛氫動力零排放客運列車。

　　英國《獨立報》網站11月2日援引德國《世界報》的報導說，下薩克森州已經從法國阿爾斯通公司預訂14輛這種氫動力列車。如果受到好評，人們可能很快會看到更多氫動力列車在德國運行。

　　試運行定於今年年底前進行，2017年12月將向公眾開放。

　　這種列車最早於今年9月出現在柏林的軌道交通技術展覽會上，它將成為全球第一款定期長途運輸乘客的氫動力列車。

　　荷蘭、丹麥和挪威也對這種列車感興趣。

　　Coradia iLint由巨大的鋰電池提供動力，這些鋰電池從安裝在列車頂部的氫燃料罐中獲得能源。

　　報導稱，這種氫動力列車能以每小時87英裡（約合140公裡）的速度運行，全天運行裡程可達500英裡，運行時只有車輪和風阻系統發出噪音。

　　阿爾斯通公司執行長亨利·普帕爾-拉法熱在一份聲明中說：「阿爾斯通公司驕傲地宣布，在清潔交通領域我們有了一個突破性的創新。這表明我們有能力與客戶密切合作，僅在兩年時間內便開發出一款新型列車。」

　　氫動力的原理是：當氫與氧一同燃燒時，釋放出巨大能量，唯一的副產品是水。

　　美國國家航空航天局自上世紀70年代起便開始利用液氫將火箭送上太空。其太空梭升空時產生的巨大雲團不是煙塵，而是蒸汽。

　　（2016-11-04 12:15:00）