美媒:工程师发现储存氢的最优结构
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参考消息网3月19日报道美媒称,赖斯大学的工程师专注于研究纳米材料“白色石墨烯”储存氢的最优结构——这个设计就像小人国的摩天大楼中有氮化硼的“楼层”一层层加盖,并由氮化硼柱保持精确的5.2埃(埃为长度单位,1埃等于0.1纳米)的距离。
据美国每日科学网站3月13日报道,这一研究结果发表在德国《斯莫尔》杂志上。
研究报告的第一作者、赖斯大学土木与环境工程助理教授鲁兹贝赫·沙赫萨瓦里说:“我们的初衷是创造一种有效材料,它可以承载和储存大量氢——体积和重量都要大——并能在需要时快速、轻松地释放氢。”
氢是宇宙中最轻、含量最丰富的元素,其能量质量比远远超过化石燃料。氢也是最清洁的发电方式:唯一的副产品是水。BCC研究公司市场分析员2017年发布的一份报告认为,到2021年全球氢储存材料和技术的市场价值可能达到每年54亿美元。
氢的主要缺点与便携性、储存和安全问题有关。虽然在高压下氢可以大量储藏于地下盐丘和特别设计的罐箱内,但是工程师们对于如何制造出大小相当于汽车油箱的小型便携式罐箱仍然一筹莫展。
报道称,经过赖斯大学速度最快的两台超级计算机数月的计算后,沙赫萨瓦里和赖斯大学研究生赵朔(音)发现了在氮化硼中储存氢的最优结构。这种材料的形式之一六方氮化硼由原子厚薄的硼和氮层组成,它有时被称作白色石墨烯,因为这些原子的排列正像碳原子在石墨烯平层上的排列。
沙赫萨瓦里的多尺度材料实验室此前的工作发现,石墨烯和氮化硼的混合材料可以储存足够的氢,达到能源部对轻型燃料电池汽车的储存目标。
沙赫萨瓦里说:“材料的选择很重要。氮化硼在吸收氢的方面比纯石墨烯、碳纳米管以及石墨烯和氮化硼的混合物好。”
他说:“但是氮化硼层和柱的间距和安排也很关键。所以我们决定进行全面搜索,在所有可能存在的氮化硼几何排列中去发现哪种效果最好。我们还把各种温度、气压、添加剂和微量元素纳入计算之中。在氮化硼中加入添加剂和微量元素可以增强其氢储存能力。”
我国学者发明新型催化剂可大幅提高二氧化碳加氢反应效率
新华社合肥10月10日电(记者 徐海涛)近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室曾杰教授课题组在新能源研究领域取得重要进展,他们发明出一种新型氮化钴催化剂,在同等条件下将二氧化碳加氢反应的转换频率提高至传统钴催化剂的64倍,并可显著降低能耗。国际权威学术期刊《自然·能源》10月9日在线发表了该成果。
现代工业依赖化石燃料的大量使用,不仅将面临能源枯竭问题,而且对环境造成危害。因此,开发可再生能源、提高能源利用效率是重要课题。二氧化碳加氢反应是低碳化学中的重要反应,一方面可以合成化工原料,缓解二氧化碳的排放压力,实现碳能源的循环利用;另一方面可以合成甲醇,实现氢资源的储存和利用。
但由于二氧化碳的化学惰性,二氧化碳加氢反应需要在高温高压条件下实现,转化工艺存在能耗过大的问题。几十年来,人类对非贵金属催化剂在二氧化碳加氢反应中的活性物相研究仍处于起步阶段。
近日,曾杰教授课题组采用新方法形成氮化钴催化剂,在32个大气压和150摄氏度的条件下,转换频率为同等条件下钴催化剂的64倍,同时其表观活化能只有钴催化剂的一半左右。他们进一步研究表明,钴氮氢中的氨基氢原子直接加到二氧化碳分子上,可以形成甲酸根物种作为中间产物,从而大幅提升了二氧化碳加氢反应的活性。
据介绍,该研究以一种简单有效的方式,加深了国际学界对钴基催化剂在二氧化碳加氢反应中活性物相的理解,为今后寻找更廉价、高效的二氧化碳加氢催化剂提供了新思路,也为将来彻底解决能源和环境问题打下基础。
(2017-10-10 17:12:17)
美国科学家创造出金属氢 或称为超导全新材料
参考消息网1月28日报道路透社1月26日报道称,美国科学家给氢施加极强的压力,使之变成金属,从而造出一种全新材料,或许可在室温下作为一种高效的导电体。
这项今天刊登在美国《科学》周刊上的发现,首次证实物理学家希拉德·贝尔·亨廷顿和尤金·威格纳1935年提出的理论,即通常为气体的氢在极大压力下可能变成金属形态。
几个研究团队一直在竞相研制金属氢,它因可能成为一种超导体而极其珍贵。目前,用于核磁共振成像仪等机器的超导体都必须用液态氦来保持极低的温度,费用高昂。
该研究报告作者之一、哈佛大学物理学家艾萨克·西尔韦拉在一份声明中说:“这是高压物理学领域的圣杯。”
他还说:“这是地球上有史以来的第一个金属氢样本。所以在面对它的时候,你看到的是以前从未存在过的东西。”
未参与该研究的伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校物理学教授戴维·切珀利说,如果得以证实,这一发现将终结对于氢能否变成金属的长达数十年的探求,让人们对宇宙中这种最常见的元素获得更多认识。
为了实现这一壮举,西尔韦拉与博士后研究员兰加·迪亚斯对一小块氢样本施加每平方英寸(约合6.45平方厘米)超过7170万磅(约合3252万公斤)的压力。这比地球核心处的压力还大。
这样的压力是用一种被称为金刚石压腔的装置创造出来的。他们用一种特殊的方法使金刚石避免开裂,之前的实验都因这个问题而失败。
眼下的关键问题在于,压力之下形成的金属氢能否在室温保持金属特性。切珀利和西尔韦拉都认为答案是肯定的,但这尚需证实。
(2017-01-28 13:39:21)
澳大利亚将向日本运送散装液态氢 创世界首例
中新网1月11日电 据澳洲网报道,澳大利亚海事安全局与日本交通部11日签署了一项新协议,将允许澳大利亚从维州向日本运输散装液态氢,而这也将成为世界上首例。
有关此次运输协议的一个试点工程有望在2020年启动。日本川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)正在制造运送液态氢的引航船只。壳牌(Shell)公司也将参与此次工程。
依照两国的计划,澳大利亚运送的液态氢将从拉筹伯谷(Latrobe Valley)的褐煤矿生产。
据悉,自日本福岛核电站2011年因地震和海啸而发生爆炸灾难后,该国一直渴望将氢作为其替代能源之一。而液态氢可被用来发动汽车。
据了解,现如今管制液化天然气的一项国际法规并没有规定散装液态氢的相关内容。因此,澳大利亚与日本早已展开合作,致力于开发出一套新的运输安全标准。
(2017-01-11 18:38:01)
中国成为国际能源署氢能实施协议第26个正式会员
中新网北京11月26日电 (记者 张素)记者26日从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所与北京有色金属研究总院共同代表中国加入国际能源署氢能实施协议。
氢能实施协议是致力于在全球范围内加速氢能实施和推广的国际组织。随着中国的加入,氢能实施协议正式会员达到26个国家、地区、组织或企业。
大连化物所的负责人告诉记者,早在2009年,氢能实施协议方面就邀请大连化物所代表中国加入该协议;之后,该所一直以观察员身份参加该实施协议的执委会和专家会。2013年,中国科学技术部确定了大连化物所与北京有色院以共同代表身份参加氢能实施协议,为中国发声。
国际能源署氢能实施协议主席Stefan Oberholzer在受访时,对中国加入氢能实施协议的大家庭表示欢迎。他说,中国作为世界人口大国,一定能在洁净能源和节能减排方面发挥重要的作用。
Oberholzer还表示,根据国际能源署的数据,2014年中国可再生能源增长占到世界增长的40%。“鉴于快速增长的能源需求,中国在氢能方面的研究和应用,不仅能够促进氢能和可再生能源的长足发展,也必将对缓解气候变化大有裨益。”他说。(完)
(2016-11-26 11:04:01)
外媒:首辆零排放氢动力列车将上路
Coradia iLint氢动力列车9月在柏林轨道交通技术展览会上首次展出(美国雅虎新闻网站)
参考消息网11月4日报道外媒称,德国将引进世界上第一辆氢动力零排放客运列车。
英国《独立报》网站11月2日援引德国《世界报》的报道说,下萨克森州已经从法国阿尔斯通公司预订14辆这种氢动力列车。如果受到好评,人们可能很快会看到更多氢动力列车在德国运行。
试运行定于今年年底前进行,2017年12月将向公众开放。
这种列车最早于今年9月出现在柏林的轨道交通技术展览会上,它将成为全球第一款定期长途运输乘客的氢动力列车。
荷兰、丹麦和挪威也对这种列车感兴趣。
Coradia iLint由巨大的锂电池提供动力,这些锂电池从安装在列车顶部的氢燃料罐中获得能源。
报道称,这种氢动力列车能以每小时87英里(约合140公里)的速度运行,全天运行里程可达500英里,运行时只有车轮和风阻系统发出噪音。
阿尔斯通公司首席执行官亨利·普帕尔-拉法热在一份声明中说:“阿尔斯通公司骄傲地宣布,在清洁交通领域我们有了一个突破性的创新。这表明我们有能力与客户密切合作,仅在两年时间内便开发出一款新型列车。”
氢动力的原理是:当氢与氧一同燃烧时,释放出巨大能量,唯一的副产品是水。
美国国家航空航天局自上世纪70年代起便开始利用液氢将火箭送上太空。其航天飞机升空时产生的巨大云团不是烟尘,而是蒸汽。
(2016-11-04 12:15:00)
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