如何将固态储氢技术的加氢速度提高5倍

氢是一种清洁的汽车燃料，但是储存氢仍然面对许多挑战。Helmholtz-ZentrumGeesthacht材料和海岸研究中心(HZG)的材料研究人员正在开发基于轻金属氢化物的储氢系统。他们现在钜大锂电在科学杂志《自然科学报告》上发表了一个新概念，通锂离子电池过这个新概念，这些系统可以在工作温度低于180摄氏度的情况下，第一次以五倍的速度完成氢气加注。

氢是碳中性交通的完美解决方案，假如这种气体是由风力等可再生能源产生的。氢在容器中，不会产生一克二氧化碳；只有水蒸气。氢利用的限制因素之一是缺乏有效的储存系统。在目前的燃料电池汽车中，氢被注入压力高达700bar的高压气罐中，这是一项昂贵的技术。基于酰胺氢化物的固态储氢方式是一种很有前途的选择。

所谓的镁氢化物已经被Helmholtz-ZentrumGee锂离子电池sthacht作为潜在的储氢系统研究了好几年。与传统压力容器相比，它的优点是：每单位体积能储存更多的氢，因此也就能够储存更多的能量。举个例子：一辆燃料电池汽车可以用5公斤氢气行驶大约500公里。一个高压容器要122升的容积才能装下5公斤氢，而锂离子电池厂家一个镁氢容器只要46升的容积就可以装下同样重量的氢。然而，问题是，要在大约300摄氏度的高温下完成氢气的填充。

为了降低温度，研究人员使用了钾等添加剂。ClaudioPistidda是Helmholtz-ZentrumGeesthacht的纳米技术部门的一位材料研究员，同时也是相关论文的作者之一，他解释说：不幸的是，这些添加物常常导致储氢容量的急剧下降。因此，我们开发了一种新的反应性氢化物复合体系，该体系具有很高的储氢能力，可以在180摄氏度的工作温度下非常迅速地装满和排出氢气。

例如，为镁-酰胺基氢化物注入5公斤氢燃料的过程大约要30分钟。HZG的科学家们现在已经成功地将两种添加剂结合在一起，从而大大减少了系统填充和排出所需的时间。科学家们已经使用专门的磨机将钾和钛酸盐以及镁-酰胺基氢化物磨成微小的纳米颗粒。这大大新增了单个粒子的表面积，允许它们结合更多的氢。

HZG的博士生GökhanGizer为了这项研究进行了无数次的实验。三年后，他取得了突破：在研究中，研究人员能够证明所开发的添加剂起到了催化剂的作用，并加速了氢在反应性氢化物复合体系中的负载。GökhanGizer解释说：我们发明了一种催化剂，可使加注过程的速度提高约五倍。

一般来说，金属氢化物储罐的充放取决于传热、气体通过氢化物的运动以及与氢化物的反应速率。详细了解这些过程构成了科学家研究的基础。具有真正附加价值的基础研究：这项研究的结果使我们离有竞争力的储氢技术又近了一大步，Pistidda博士解释道。

纳米技术部门的科学家们目前正致力于优化这些新材料的反应动力学，以使它们有资格在汽车上进行实际的技术应用。