日本首次合成出間隙型鋁合金氫化物有望為燃料電池儲氫

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2013年11月5日報(bào)道，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(yīng)用于航空、建筑和汽車等領(lǐng)域。

最近，日本原子能研究機(jī)構(gòu)和日本東北大學(xué)組成的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)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(xiàng)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(yīng)用物理快報(bào)·材料學(xué)》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(shù)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(shí)用，因?yàn)殇X輕質(zhì)且耐腐蝕。

以鋁為主要原料的氫化物方面，雖然科學(xué)家們已經(jīng)制造出了絡(luò)合鋁氫化物，但一直沒有出現(xiàn)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(nèi)的氫原子占據(jù)了金屬原子之間的空隙，因此被科學(xué)家們認(rèn)為是燃料電池汽車安全且高效的儲氫手段。盡管已經(jīng)有人用鎂、鈉和硼制造出了間隙型氫化物，但并不實(shí)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(gè)大氣壓)環(huán)境下與氫氣發(fā)生反應(yīng)，合成了氫化物Al2CuH。隨后，科學(xué)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(shè)施SPring－8對合成環(huán)境及對氫化物的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢查和分析，確認(rèn)能夠合成出以鋁為主要原料的間隙型鋁合金氫化物。

科學(xué)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(zhì)也不一定能直接使用，但最新實(shí)驗(yàn)證實(shí)，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(jì)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(chǎn)品能有效地為燃料電池汽車存儲氫氣。”