爲什麼「氫海綿」能「吸」氫氣?

2010年7月14日,波音展示“鬼眼”氫動力無人偵察機。如果要利用氫氣來作動力,就必須能夠做到儲存和運輸氫氣!那麼,人們所怎麼做到的呢?

為什麼“氫海綿”能“吸”氫氣?

氫氣是一種極佳的燃料,但是存儲和運輸非常困難,還存在著危險。除了可以採用高壓氣態存儲和冷卻壓縮成液態兩種方法外,科學家還發明瞭將氫氣以固態存儲的方法。

看不見、摸不著、輕飄飄的氫氣居然能變成固體?為什麼要把氫做成固體的方式呢?

原來,氫是很活潑的元素,它不僅能夠與氧結合生成水,還能與許多金屬化合,生成金屬氫化物。金屬氫化物在受熱時,又會分解並釋放出氫氣。利用這個原理,可以用稀土元素(主要是鑭系元素)與過渡元素組成的鑭鎳類合金或鈦鐵類合金來與氫結合,這些金屬就像海綿吸水一樣“吸住”氫氣,本身就成了存儲氫的“載體”。氫被“固定”在金屬中後,儲存和運輸都變得更方便、更安全了。一旦需要使用,可以隨時加熱金屬,從而釋放出氫氣。因此,這些具有儲氫功能的金屬氫化物又被稱為“氫海綿”。

除了金屬型的“氫海綿”外,還有其他一些儲氫方法也正在研究試驗中,比如有機化合物儲氫、碳納米管儲氫、碳凝膠儲氫、玻璃微球儲氫、配位氫化物儲氫等。無論是哪種方法或材料,其意圖都是將氣體狀的氫固定成為固體的形態。例如,處於科研前沿領域的有機化合物儲氫技術,就是利用一些有機液態化合物,如苯,使之和氫結合,在需要時通過“脫氫”技術把氫放出。這些有機液態化合物的儲氫本領很大,而且可多次循環使用,壽命長達20年,因此是未來極具發展潛力的儲氫方式。


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