本报讯 8月16日,记者据西安交通大学获悉,该校电气工程学院张锦英教授团队最新研究成果破解储氢多项难题,研发出一种高密度固态储氢材料——石墨烯界面纳米阀固态储氢材料,可将氢能压制成不同形态,提升储氢释氢密度,降低运输成本,使储氢能力达到国际领先水平。
众所周知,氢是一种零碳排放的清洁能源,能很好地实现由高碳向低碳的转型,肩负着实现碳中和的重要使命,广泛应用于航空航天、陆运水运等领域。但氢易燃易爆,所以储氢技术是目前大规模推广的瓶颈,也是科学家们一直致力研究的一项技术难题。
张锦英教授决心克服这个技术瓶颈,着手研究固态储氢材料,填补氢能源与应用之间的断层。
氢能的储氢材料在低温环境中无法工作,要设计出理想的储能方案并非易事,除了要获取并研究大量的原材料,还需要系统考虑具体的应用难题。张锦英教授和团队在实验室结合理论试验材料的应用反应,努力寻找每一个可能的突破口。
经过长期实验,张锦英团队终于研究开发出一种高密度固态储氢材料——石墨烯界面纳米阀固态储氢材料,进而研制出一套高效储氢用氢的专业设备。这套设备可以将氢能轻松压制成不同形态,不仅储氢密度更高,也更加稳定,还克服了低温释氢的行业难题,降低了运输氢气的成本,告别笨重的传统储氢金属罐,实现储氢材料安全、可控、稳定释氢。
张锦英介绍,常见的高容量固态储氢材料存在释氢温度高、释氢氢气不纯、释氢动力学不稳定、释氢反应系统复杂等性能缺陷,而他们团队开发的新型储氢释氢材料则很好地解决了这些问题。
这种材料不仅能够实现超高的储氢释氢密度,而且具有超低的释氢温度,在100℃以下就可以正常工作,首次实现了-40℃可正常启动,甚至可以在-60℃稳定释氢。同时,还具有超高的安全稳定性,实现了常温常压储氢、释氢,即使在罐体破坏时也不会快速泄漏,使未来氢能走向民用成为可能。此外,该材料还具有释氢纯度高、连接简单和加载方便等优势。
目前,张锦英团队所研发的新型储氢方案已获得5项专利,团队正在进行基于此新型储氢技术的便携式氢能电源、无人机、氢能源电动车等产品的设计和开发。
(本报记者 周励)