香港理大开发出具有超强储氢性能的新型纳米多孔材料

理大突破：纳米多孔材料增强储氢性能

中国香港理工大学研究人员开发出具有增强储氢性能的纳米多孔材料。

面对日益增长的环境问题以及减少碳排放的迫切需求，可持续清洁能源解决方案在应对全球能源危机方面变得至关重要。氢气正逐渐成为一种关键的解决方案，因为它在产生能量时，唯一的副产品是水，相比化石燃料而言是更清洁的替代物。

然而，现有的储氢方式，包括压缩储氢和低温储氢，存在成本高昂和安全隐患等问题，这限制了它们在车辆中的广泛应用。

海外媒体报道，香港理工大学（理大）应用生物及化学科技学系助理教授 Tian Tian（田天）博士的研究取得重大突破，开发出了先进的纳米多孔材料用于储存氢气。

由于表面积决定了可储存氢气的量，田博士的研究重点是开发具有更大表面积的金属有机框架（MOFs），以便在较低压力下实现高效储氢。

通过在这些金属有机框架中精确排列纳米颗粒，他最大限度地减小了颗粒间的间隙，同时最大限度地发挥了存储潜力。这种创新方法克服了传统储氢方式存在的挑战，如依赖高压容器和低温环境等，提供了一种更安全、更高效的替代方案。

此外，Tian 博士创新的另一个关键方面是合成和表征金属功能化多孔材料，包括铜功能化氮化硼和钴功能化氮化硼。铜-氮化硼（Cu-BN）的合成体现了他研究中所采用的材料优化策略，其目的是创造出能够在受控条件下储存气体或促进化学反应的多孔结构。

研究人员利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X 射线光电子能谱（XPS）和粉末 X 射线衍射（PXRD）等表征技术，来验证这些材料在储氢和二氧化碳还原等应用中的有效性。

然而，金属有机框架在储氢方面的商业化面临着挑战，特别是材料成本高昂以及产率较低，这限制了其大规模应用。

田博士认为，他基于金属有机框架的解决方案通过降低操作压力，与传统的高压储罐相比，能够显著降低存储成本。他还强调，他所研发的多孔材料具有支持零排放社会的潜力，还可以用于捕获工业产生的碳排放，并使氢气能源的使用更安全、更经济。

田博士获得了 2024 年香港理工大学青年创新研究者奖（YIRA）。他的研究因在探索知识前沿、考虑实际应用以及评估其对各行业的影响方面所做的工作而得到认可。

全球科研人员聚力固态储氢突破，我国香港的理大也加入到探索的队伍中。新型纳米多孔材料是研发的一个重点方向，追求更优储氢性能、更低吸放氢成本的研究举措，正推动氢能储运迈向高效安全新阶段。

未来更多突破将有助于加速氢能商业化应用，为全球能源转型注入强劲动力。