氢储存的挑战

Alex Bevan讨论了在低压下安全储存氢气的挑战。
2012年8月21日

采访

Andrew Bhevan,伯明翰大学

Meera -尽管在船上很安全,但在这些气罐中储存压缩氢也有自己的一系列问题,这是Alex Bhevan正在努力克服的。

亚历克斯:氢的关键在于它是一个小空间的存储,使用尽可能少的能量来存储它。如果我们看1kg的氢,1kg的氢会占据大约11立方米这是STP,也就是标准温度和压力。我们要做的是在小于11立方米的空间里储存1kg的氢。

Meera -压缩这么多有什么问题?

亚历克斯:当你压缩氢的时候,很明显,如果你移动机械活塞,你会在压缩过程中消耗能量。目前,在我们现有的压缩技术下,氢气中大约15%的可用能量在压缩过程中损失掉了。

因此,科学家们已经在寻找可以有效储存和释放氢气的替代材料,包括被称为金属有机框架或mof的结构,以及碳纳米管。但亚历克斯正在研究其他材料或化合物的潜力,这些材料或化合物可以很容易地储存和释放氢;称为金属氢化物的化合物。

Alex -如果我们使用金属氢化物,这可以提供一种非常低的压力存储技术,并且可以在非常低的压力下使用。事实上,在如此低的压力下,它可以比汽车轮胎的压力还低,然而,我们可以在一个很小的空间里储存大量的氢。

米拉:这些到底是怎么储存氢的?

亚历克斯:好吧,如果我们拿镁这种非常善于储存氢的金属来说吧,它最多可以储存8% w/w的氢。这个过程是,在金属镁上面得到气态氢。这个氢会分解并进入镁晶体并聚集在非常分散的位置。这是金属氢化物。

米拉:这在一系列金属中可能吗?

亚历克斯:当然。我的意思是,所有的金属都能在某种程度上吸收氢,但有些金属吸收氢的能力很强。

米拉-那要怎么做呢?所以我猜氢可以很容易地进入并被金属捕获,但你会想要它回来。那么我猜释放它有多容易呢?

谢天谢地,我们有很多这样的材料。其中一些在室温下工作,在金属上方的气相和金属内部储存的氢之间形成平衡。所以当我们降低金属外部的压强时,氢就会从金属中出来重新形成这个平衡。它和丁烷气体打火机很像。如果你看一下上面液态丁烷和气态丁烷之间的平衡。

米拉:这听起来很可行,所以氢进入这些金属,然后你改变它上面的压力,当你想要它的时候它就会出来。有哪些挑战?什么是限制?

Alex:其中一个关键的挑战是将这种材料应用到汽车上,在这种特殊的应用中,重量是绝对关键的。这些材料可以吸收一定量的氢,但是它们很重,我们这里有,这是金属氢化物。这是基于镧和镍元素。它储存了大约1.4% w/w的氢。你可以感觉到,它很重。

米拉:是的,实际上非常重。这是什么呢,这是一个很小的瓶子,大概15厘米高但是被氢化物包裹得很密,而且非常重。当我拿着它的时候,它真的会让我的手滴下很多水。

亚历克斯:是的,我们需要继续探索开发新材料,寻找能让生活更轻松的新材料。

因此,在寻找更轻的汽车储存材料的同时,人们发现使用金属氢化物为船只提供动力效果很好。但对于那些希望拥有氢燃料汽车的人来说,还有另一个基本问题。

Alex -你已经习惯了离你家或你在的任何地方每3英里就有一个加油站。

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