新方法！德國科學(xué)用復(fù)合材料（TPX /金屬氫化物）儲氫
2018-10-15 12:07:09
作者：本網(wǎng)整理 來源：materialstoday
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用于儲氫的TPX /金屬氫化物復(fù)合物的示意圖
將聚合物與基于金屬化合物的填料結(jié)合在一起的復(fù)合材料是氫儲存的一種有吸引力的潛在選擇。將氫氣作為氣體或液體儲存需要高壓和（或）低溫，但酰胺 - 氫化物復(fù)合物可以固態(tài)的方式儲存氫氣。缺點是酰胺 - 氫化物復(fù)合材料在重復(fù)循環(huán)后往往會失去其儲氫能力。罪魁禍?zhǔn)资茄鯕夂退鼈兣c酰胺和氫化物反應(yīng)形成系統(tǒng)污染的氧化物或氫氧化物。
現(xiàn)在，德國的一個團(tuán)隊提出了一種替代方案 - 一種復(fù)合材料，其中的組分聚合物，在這種情況下是一種聚烯烴，可以避免金屬氫化物暴露在空氣和水分中。
“我們在聚合物中嵌入了一種復(fù)雜的金屬氫化物，目的是阻絕與空氣的直接接觸，并保持儲氫循環(huán)性，”該研究的第一作者，Hujun Cao和Prokopios Georgopanos解釋道。 “通過這種方式，可以防止氫化物和O2或H2O之間發(fā)生的副反應(yīng)。”
分別來自德國電子材料研究所和Helmholtz-Zentrum Geesthacht聚合物研究所的研究人員以及Deutsches Elektronen-Synchrotron（DESY）的研究人員，漢堡大學(xué)和德國漢堡聯(lián)邦國防軍大學(xué)的同事們相信這是世界上首次在儲氫材料中使用聚甲基戊烯或TPX TM。
在新型復(fù)合材料中，TPX與Mg（NH2）2-nLiH配對以提高氫化物穩(wěn)定性，使用了簡單的四步法，其中Mg（NH 2）2和LiH在與溶液中的TPX混合之前進(jìn)行球磨，用于合成復(fù)合物。據(jù)研究人員稱，復(fù)合材料在空氣暴露90分鐘后沒有顯示出氧化反應(yīng)的跡象。12小時后，盡管儲氫能力有所下降，但TPX /金屬氫化物復(fù)合材料比純金屬氫化物的性能要好得多，具有更高的儲存容量和穩(wěn)定性。
“我們的研究解決了三個主要問題，”Cao和Georgopanos說。“首先，隔絕空氣保護(hù)了金屬氫化物。其次，最終的空氣穩(wěn)定聚合物/氫化物復(fù)合材料在正常大氣條件下可以在短時間內(nèi)安全處理，降低了安全風(fēng)險。最后，基于這種材料的儲氫罐的規(guī)模和生產(chǎn)成本將大大降低。”
研究人員認(rèn)為，這些屬性使TPX /金屬氫化物復(fù)合材料對未來的應(yīng)用具有潛在的吸引力。
“這種復(fù)合材料非常適合真正的氫存儲應(yīng)用，因為它具有出色的循環(huán)性，更好的處理能力和更低的生產(chǎn)成本，”Cao和Georgopanos指出。 “在制造之后，復(fù)合材料可以很容易地轉(zhuǎn)移并裝入氫氣罐中，而不需要惰性氣氛。”
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