可儲氫的“納米巧克力”結構創建

科技日報北京12月29日電 （記者張夢然）據美國化學學會（ACS）期刊《ACS Nano》上發表的一項研究，德國電子同步加速器（DESY）團隊開發出一種創新方法，可將納米粒子變成簡單的儲氫庫。

具有高度揮發性的氫氣被認為是未來很有前途的能源載體，可為飛機、船舶和卡車提供氣候友好型燃料，並允許生產氣候友好型鋼鐵和水泥——這取決於氫氣如何生成。然而，儲存氫氣的成本很高：要麼將氣體保存在壓強高達700巴（壓強單位，1巴=100千帕）的加壓罐中，要麼將其液化，這意味着須將其冷卻至-253℃。這兩個過程都會消耗額外的能量。

DESY納米實驗室負責人安德雷斯·斯蒂爾領導的團隊設計了一種新方法，將氫儲存在由貴金屬鈀製成的直徑僅為1.2納米的微小納米粒子中。鈀可以像海綿一樣吸收氫的事實早已為人所知。

這些微小粒子足夠堅固，它們由稀有貴金屬銥製成的核也很穩定，並附着在石墨烯載體上。斯蒂爾説：“我們能夠將鈀粒子以僅2.5納米的間隔附着在石墨烯上。這會形成一種規則的、週期性的結構。”

DESY的X射線源PETRA Ⅲ用於觀察當鈀粒子與氫接觸時會發生什麼：本質上，氫黏附在納米粒子的表面，幾乎沒有任何氣體滲透到內部。納米粒子就像是一種巧克力結構：中心是銥“堅果”，包裹在一層鈀中，外部是由氫氣包裹的“巧克力”。回收儲存的氫氣只需稍微加熱，氫就會從粒子表面迅速釋放出來，因為氣體分子不必從簇內部推出。

斯蒂爾表示，接下來，研究人員希望確定使用這種新方法可以實現的存儲密度。然而，在進行實際應用之前，仍然需要克服一些挑戰。例如，其他形式的碳結構或是比石墨烯更合適的載體，研究人員正在考慮使用含有微孔的碳海綿。