可储氢的“纳米巧克力”结构创建

科技日报北京报道，12月29日，据美国化学学会（ACS）期刊《ACS Nano》发布的一项研究，德国电子同步（DESY）团队已经开发了一种革命性的方法，可将纳米粒子转变为简便的储氢库。这项创新可能引领未来能源领域的新篇章。

氢气，由于其高度挥发性，被看作是一种潜力巨大的能源载体。这种能源可以为飞机、船舶和卡车提供环保型燃料，并且在生产气候友好型钢铁和水泥方面发挥关键作用，这都取决于氢气的生成方式。储存氢气一直是该技术面临的挑战。传统的储存方法需要高昂的成本，包括将气体储存在高达700巴的加压罐中，或者将其液化，这需要将其冷却至零下253摄氏度。这两个过程都会消耗大量的额外能量。

DESY纳米实验室负责人安德雷斯斯蒂尔领导的团队已经找到了一种新的解决方案。他们使用贵金属钯制成微小纳米粒子，这些粒子的直径只有1.2纳米。钯像海绵一样吸收氢气，这一事实早已为人所知。而这次的关键在于，这些纳米粒子坚固稳定，其内核由稀有贵金属铱制成，并附着在石墨烯载体上。

斯蒂尔解释说：“我们能够将钯粒子以仅2.5纳米的间隔附着在石墨烯上。这会形成像格子一样的结构。”当这些钯粒子与氢气接触时，氢气会黏附在纳米粒子的表面，而不会渗透到内部。这就像是一种特殊的结构：中心是铱“坚果”，包裹在一层钯中，外部是由氢气包裹的“巧克力”。

这种储存方法的优点是，回收储存的氢气只需稍微加热，氢就会迅速从粒子表面释放出来。这是因为气体分子不需要从粒子簇的内部推出。这项创新为氢气的储存和运输开辟了新的途径，可能降低能源成本并减少对环境的影响。

斯蒂尔表示，接下来他们将确定使用这种新方法可以实现的存储密度。尽管前景光明，但在实际应用之前仍需克服一些挑战。例如，他们正在考虑使用含有微孔的碳海绵或其他形式的碳结构作为比石墨烯更合适的载体。这项研究为氢能源的广泛应用带来了前所未有的希望，我们期待着这一领域的进一步发展。