據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)1月10日(北京時(shí)間)報道,美國薩瓦那河國家實(shí)驗室(SRNL)的科學(xué)家利用含三氫化鋁的輕型材料制成了小型儲氫容器,并證明它的氫釋放率適合為小型商用燃料電池提供動(dòng)力,這為未來(lái)大規模制造便攜式發(fā)電系統鋪平了道路,在軍用和商用領(lǐng)域都可能得到應用。
SRNL研究團隊展示了如何用三氫化鋁和類(lèi)似高性能儲氫材料來(lái)制造便攜的發(fā)電系統。三氫化鋁與其他金屬氫化物類(lèi)似,也能為氫提供一種固態(tài)的儲存媒介。但三氫化鋁具有一大優(yōu)勢:它具有極高的儲氫能力,能夠將兩倍多的氫氣儲存為液態(tài)氫。此外,它還具有較低的質(zhì)量和有利的放電狀態(tài)。這些都使它成為理想的化學(xué)儲氫材料之一。
但目前可商用的三氫化鋁十分有限,且生產(chǎn)成本很高,妨礙了它的廣泛應用。研究人員表示,他們的研究克服了三氫化鋁傳統生產(chǎn)方法中的多個(gè)障礙,新方法能最少程度地使用溶液,并制出純凈、不含鹵化物的三氫化鋁。同時(shí),研究小組還能借助另一過(guò)程,使從三氫化鋁中提取的氫翻一番。這些進(jìn)展也為開(kāi)發(fā)成本低廉的新型三氫化鋁生產(chǎn)方式奠定了基礎。研究團隊已經(jīng)研發(fā)出一個(gè)小型的系統,以生產(chǎn)試驗及改進(jìn)研究所需的三氫化鋁。
而此次研究的另一重點(diǎn)就是評估三氫化鋁系統和小型燃料電池應用的兼容性?;诩s含有22克三氫化鋁的測試容器的初步結果顯示,這一系統能夠很好地滿(mǎn)足100瓦燃料電池系統所需的氫釋放率。該系統能夠在燃料電池接近全功率的狀態(tài)下運轉3個(gè)多小時(shí),并能在降低功率后再運行若干小時(shí)。
便攜式發(fā)電設備制造商正在尋找可提供超過(guò)1千瓦時(shí)/千克比能的系統,這比目前最好的鋰電池的儲能量還要多2至3倍。SRNL的泰德·莫蒂卡博士表示,更高的比能意味著(zhù)單位重量獲取的能量更多。他們的目標是為軍隊提供輕便且儲能能力出色的便攜系統,以及應用于其他對重量要求較高的領(lǐng)域。
小知識:
燃料電池很簡(jiǎn)單,卻很高效。同樣是消耗酒精或者氫,熱機效率到30%就算厲害,燃料電池卻高達80%,因為它的能量無(wú)需損耗在機械摩擦和散熱上。1960年代阿波羅飛船就開(kāi)始用燃料電池,之后全世界研究改進(jìn)了半個(gè)世紀,燃料電池離大規模商用卻還差一步:儲能材料成本太高。而SRNL的新生產(chǎn)工藝,突破了這一關(guān)鍵瓶頸,有望將氫燃料電池帶入我們的生活。這又是一個(gè)科技發(fā)展“積跬步成千里”的例子。
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