莫斯科科学家提出二维储氢新方案

莫斯科国立核能研究大学(МИФИ)的一组科学家开发了一项新方案,提出使用二维碳化锂来安全储存氢气。这种材料在加氢时能轻松吸收氢气,而在降压或加热时则将氢气释放。

研究团队说,这项研究解决了氢气易爆的问题,为氢能航空的发展开辟了新的可能性。

氢气储存的难题

氢气已成为未来清洁燃料的主要“候选者”。它不产生有害排放,质量轻,且来源丰富。问题在于,储存氢气需要使用沉重的金属容器,并保持极高的压力,或将温度维持在接近绝对零度的水平。此外,这种状态下的氢气极易爆炸。

锂原子像“魔术贴”一样吸附氢

科学家们提出使用基于锂的单原子厚度二维材料来储存氢气,其中表现最为出色的是碳化锂 Li₃C。

从物理学角度来看,Li₃C 中的锂原子就像“魔术贴”一样发挥作用。锂原子具有空轨道,能轻易接受来自氢的电子。

量子力学计算结果表明,锂原子在与氢接触时获得部分电子云密度,即确实发生了电荷转移——氢被极化并被吸引至锂上。

常温常压下的吸放氢表现

与此同时,氢气释放的逆过程所需温度接近室温,这意味着装有该材料的储罐无需额外加热或冷却,只需打开阀门,氢气便会自行逸出。

研究结果表明:在 10 至 20 个大气压、常温条件下,Li₃C 几乎能够保留全部氢气;一旦降低压力,氢气便被释放。这对于燃料箱而言堪称完美。

让机身机翼变身储氢容器

该材料的另一大重要优势在于其极轻的重量。研究人员认为,这项新技术有望使飞机彻底摆脱传统油箱。

飞机的结构部件——例如机翼和机身的零件——将能够承担储能的功能,实际上充当储氢容器,仿佛被氢气“浸透”一般。

【信息来源:mospravda.ru】