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新突破!西安交大團隊讓“終極能源”成為可能
作者:官方 來源:陜西都市快報 所屬欄目:團隊報道 發(fā)布時間:2021-08-11 13:43
[ 導讀 ]大家都知道氫能可以滿足資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求。氫能熱值高,儲量豐富,清潔無污染。然而,氫的儲存和運輸一直限制了氫能...

大家都知道氫能可以滿足資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求。氫能熱值高,儲量豐富,清潔無污染。然而,氫的儲存和運輸一直限制了氫能的利用,但最近,儲氫問題得到了突破。

眾所周知,氫氣是一種無色、透明、無臭、無味、不溶于水的物質(zhì),它具有易燃、易爆、密度低、極易擴散的特點,因此很難儲存。

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西安交通大學電氣科學與技術(shù)研究院張錦英教授:“氫氣很輕,大家都知道一摩爾氫氣只有2克22.4升,所以它的密度很小,每升0.089克。所以在這種情況下,對于存儲來說,可能需要特別大的體積。22.4升只能儲存兩克。因此,如果在常溫常壓下運輸,100公斤可能只能儲存幾克氫氣,成本非常高?!?/span>

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正是由于氫氣的這些特性,儲氫技術(shù)仍然是氫能發(fā)展的瓶頸。目前,現(xiàn)有的儲氫方法主要有低溫液態(tài)氫、高壓儲氫和固態(tài)儲氫。

西安交通大學電氣科學與技術(shù)研究所張錦英教授:“我們都知道低溫能耗極高,成本極高,那么在高壓的情況下還有一個問題,加氫站建在哪里?氫氣從哪里運來?我們運輸氫氣的地方和生產(chǎn)氫氣的地方不一樣,所以如果運輸距離特別遠,氫氣的儲存和運輸就成為一個特別困難的問題?!?/span>

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為了攻克儲氫難題,從2018年開始,張教授和她的團隊開始在固態(tài)儲氫方面發(fā)力,這種儲氫方式雖然常見,但存在密度低、運輸成本高的缺點。

西安交通大學電氣科學與技術(shù)研究所張錦英教授:“我們使用了傳統(tǒng)上認為不可能使用的金屬氰化物,即具有極高活性的金屬氰化物。因為這些東西一碰到水就會爆炸式地釋放氫氣,所以我們選擇的是控制它,通過每個小顆粒表面的石墨烯,在它上面涂上一層均勻的這種石墨烯,讓它變得穩(wěn)定。然后當它被釋放時,因為石墨烯和石墨烯之間的間隔可以緩慢反應,所以釋放變得可控。所以我們可以通過控制石墨烯的包覆來控制(氫氣)的釋放速率,這個過程保證了氫氣100%釋放,有序釋放,然后利用它的高密度特性。在這種情況下,我們運輸 100 公斤材料,然后通過加水將其釋放到目的地,可以釋放25公斤氫氣,所以成本降低了?!?/span>

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此外,這種儲氫方法還可以突破溫度的限制,在-40°C至100°C范圍內(nèi)仍能穩(wěn)定工作。三年來,張教授團隊攻堅克難,實現(xiàn)了儲氫材料安全、可控、穩(wěn)定的釋氫。談及整個過程的艱辛,張教授說這不算什么。

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西安交通大學電氣科學與技術(shù)研究所張錦英教授:“我喜歡專心做一件事,設定目標,沒做完就不想吃飯。從小就是這個性格,遇到問題就解決。反正大家都在做科學研究,我們不知道這是否算作投資,我們在完成事情之前就留在這里,我住在這里,沒有去思考是個人時間還是工作時間,目的就是把事情做好。”

目前,張教授團隊正在設計開發(fā)基于新型儲氫技術(shù)的便攜式氫電源、無人機、氫能電動汽車等產(chǎn)品,未來給我們帶來的便利是無限的。

往期精選回顧:

西安交通大學開發(fā)出高密度固態(tài)儲氫新材料!

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