新型液体让氢气储运更便捷

富氢液体：氢气储运的新思路

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）和京都大学的研究人员研发出一种稳定的富氢液体，它由两种简单化学物质混合而成。这一突破有望使氢气在室温下的储存更便捷、更安全且更高效。

氢气有望成为未来的清洁能源，但要将其从实验室推向日常生活并非易事。大多数富氢材料在室温下呈固态，或者只有在高压、低温等极端条件下才能变为液态。

即便像氨硼烷这类固态富氢化合物，虽然能储存大量氢气，但其释放氢气时需要加热，且往往会产生不必要的副产品，使用起来存在困难。

研发一种在常温下保持稳定的富氢液体，能让氢气的储存和运输变得简便得多。事实上，科研人员一直致力于通过改变现有储存材料的化学组成，或添加有助于氢气更易释放的物质等方式，来改进氢气储存技术。

深共晶溶剂（DESs）是一个颇具前景的研究领域，这类混合物的熔点低于其各组成成分。这对氢气储存而言意义重大，因为深共晶溶剂能将固态富氢材料在更低温度下转化为易于处理的液态。

不过，到目前为止，所有这些深共晶溶剂都未曾使用过氢化物成分，而氢化物富含氢元素，有望为液态储氢开辟新途径。

瑞士洛桑联邦理工学院的安德烈亚斯・楚特尔教授团队与京都大学的堀家聪教授团队的科学家们，研发出首个基于氢化物的深共晶溶剂：一种透明、稳定的富氢液体，在室温下能保持液态。

这种新型深共晶溶剂的氢重量占比最高可达 6.9%，超过了多项氢储存技术目标，其中包括美国能源部设定的 2025 年目标。

为研制这种新型深共晶溶剂，研究人员将氨硼烷和四丁基硼氢化铵按不同比例进行物理混合，以确定哪种组合能在室温下保持液态。当氨硼烷的比例在 50% 至 80% 之间时，混合后可形成稳定的液体，且呈非晶态，即便在低温下也不会再次结晶。

研究人员通过光谱学证实，分子间形成了强大的氢键，打破了它们通常的固态结构，使混合物在低至零下 50℃ 时仍能保持液态。

测试表明，这种新型液体在加热到仅 60℃ 时就能释放氢气，远低于大多数富氢固态材料所需的温度。这意味着获取氢气会更加容易和高效，使储存和使用在实际应用中更具可行性。

将氨硼烷与四丁基硼氢化铵混合，会形成一种新型富氢液体，它在常规条件下不会结晶。其玻璃化转变温度低至零下 50℃，远低于日常环境温度。

这种混合物在干燥条件下可稳定存在数周，其密度也是同类液体中较低的。加热时，它能释放出纯净的氢气，且杂质极少。此外，只有氨硼烷部分会先分解，这意味着混合物的部分成分可重复利用。

这种新型深共晶溶剂能让氢气的储存和运输变得更简单、更安全。工业领域无需再依赖高压储罐或超低温液体，只需在室温下使用这种稳定且易于处理的氢载体即可。

除了氢储存领域，这一研究成果还可能催生适用于其他领域的新型定制液体，如化学生产或绿色能源领域。这一发现为氢气研究和实用能源技术开辟了新方向。