據物理學家組織網2013年11月5日報道,日本科學家發(fā)現鋁可用來為燃料電池存儲氫氣。鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素,廣泛應用于航空、建筑和汽車等領域。
最近,日本原子能研究機構和日本東北大學組成的聯(lián)合科研團隊宣布,他們使用以鋁(Al)為主要原料的合金,在全球首次成功合成出間隙型鋁合金氫化物。這項研究成果有望為燃料電池汽車提供更輕便的儲氫合金。研究成里發(fā)表在美國物理聯(lián)合會(API)出版的《應用物理快報·材料學》雜志上。
燃料電池車要求儲氫合金輕量化。此前的儲氫合金除了鎂(Mg)等外,大多數使用鎳(Ni)、鈀(Pd)等比較重的金屬,而以鋁為原料制造的合金氫化物更加實用,因為鋁輕質且耐腐蝕。
以鋁為主要原料的氫化物方面,雖然科學家們已經制造出了絡合鋁氫化物,但一直沒有出現兼具儲氫和放氫兩大功能的材料。另一方面,間隙型氫化物內的氫原子占據了金屬原子之間的空隙,因此被科學家們認為是燃料電池汽車安全且高效的儲氫手段。盡管已經有人用鎂、鈉和硼制造出了間隙型氫化物,但并不實用。迄今為止,還沒有人以鋁為主要原料,制造出間隙型鋁合金氫化物。
研究人員讓鋁與銅的合金Al2Cu在高溫(800多攝氏度)高壓(10萬個大氣壓)環(huán)境下與氫氣發(fā)生反應,合成了氫化物Al2CuH。隨后,科學家們使用世界上能量最高的第三代同步輻射光源——日本大型同步輻射設施SPring-8對合成環(huán)境及對氫化物的晶體結構和電子結構進行了檢查和分析,確認能夠合成出以鋁為主要原料的間隙型鋁合金氫化物。
科學家們表示:“盡管合成需要的環(huán)境非常苛刻,氫的濃度也比較低,合成出來的物質也不一定能直接使用,但最新實驗證實,我們的確能合成出以鋁為原料的間隙型鋁合金氫化物。我們計劃在更加溫和的環(huán)境下合成出同樣的材料,這樣獲得的產品能有效地為燃料電池汽車存儲氫氣。”