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如何更好地儲存和利用氫能是業(yè)界關(guān)注的焦點，傳統(tǒng)的氫氣儲運主要通過高壓氣態(tài)法或低溫液態(tài)法實現(xiàn)。高壓氣態(tài)法對容器質(zhì)量要求高，易造成氫氣泄漏，安全性低。低溫液體法要求氫氣冷卻到-200攝氏度以下，價格昂貴，經(jīng)濟性差，應(yīng)用范圍小。
8月8日，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院張錦英教授團隊研制出石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料，聲稱以高活性輕金屬氫化物為原料，實現(xiàn)儲氫材料通過界面納米閥的非催化動力學(xué)控制機制，實現(xiàn)安全、可控、穩(wěn)定地釋放氫氣。不過，業(yè)內(nèi)也有不少疑慮。
最高儲氫密度可達(dá)25%
由于氫氣易燃、易爆、密度低、極易擴散，儲氫技術(shù)仍是氫能發(fā)展的瓶頸。
一般來說，傳統(tǒng)鋼瓶儲氫屬于常溫高壓氣態(tài)儲氫，對容器的耐高壓性有嚴(yán)格的要求。因此，鋼瓶儲罐的體積比容量和質(zhì)量比容量均較低。固態(tài)儲氫的能量密度普遍高于鋼瓶儲氫，但也存在原材料成本高、原材料“氫脆”導(dǎo)致可重復(fù)使用性差等問題。
梧桐樹投資經(jīng)理李博洋認(rèn)為，純石墨烯雖然具有大比表面積大，但反應(yīng)活性低，不足以促進氫解離和后續(xù)吸附。因此，純石墨烯的儲氫性能有限，而張錦英教授的儲氫方法是金屬基石墨烯復(fù)合儲氫，它是在原有的金屬氫化物儲氫基礎(chǔ)上，利用石墨烯表面金屬修飾、雜原子摻雜等方法實現(xiàn)安全穩(wěn)定。
記者聯(lián)系了張錦英教授，了解到該方法的石墨烯界面納米閥結(jié)構(gòu)可以有效隔離水氧，防止自發(fā)氫泄漏，提高材料儲運安全性，避免使用笨重的高壓金屬罐或增加額外的保護裝置。運輸大大提高了材料的便攜性和系統(tǒng)的儲氫密度，最大儲氫密度可達(dá)25%，超過了現(xiàn)有所有儲氫方法的儲氫能力。
可以解決低溫問題
一家不愿透露姓名的氫能公司認(rèn)為，張錦英教授的石墨烯界面納米閥固體儲氫材料克服了氫的穩(wěn)定釋放和低溫釋放的問題。
簡單來說，這項技術(shù)的原材料是一種高活性的輕金屬氧化物。通過非催化動力學(xué)調(diào)節(jié)機制，建立了可有效隔離水氧、解決氫氣自發(fā)泄漏的便攜式石墨烯界面納米閥結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)儲氫材料。安全穩(wěn)定地釋放氫氣。上述人士進一步解釋說：“就是利用石墨烯良好的涂層性能進行儲氫，通過控制石墨烯的涂層和調(diào)節(jié)其速度，實現(xiàn)氫氣的有序釋放。除此之外，石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料可以在低溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。”
李博洋提出石墨烯的二維結(jié)構(gòu)具有熱力學(xué)穩(wěn)定性和有限的氫吸附能力。金屬基儲氫材料的釋氣難點主要在于金屬氫化物。具有石墨烯涂層的儲氫材料在脫氣率方面優(yōu)于一般金屬基儲氫材料。同時，從低溫脫氣控制實驗中可以看出，石墨烯表面結(jié)構(gòu)促進了釋氣動力學(xué)。
”張錦英教授的方法對中低溫儲氫材料的釋氣率做出了很大貢獻，可以拓展燃料電池在極端溫度下的應(yīng)用場景。其穩(wěn)定高效的釋氣方法將繼續(xù)推動燃料結(jié)構(gòu)創(chuàng)新細(xì)胞?！崩畈┭笳f。
還在小測試中
李博洋告訴記者，在張錦英教授的計劃中，石墨烯只是作為表面涂層材料，其實際質(zhì)量與金屬材料還有幾個數(shù)量級的差距。目前，行業(yè)內(nèi)大規(guī)模制備石墨烯的成本仍不容樂觀。但是，與目前高端3C產(chǎn)品使用的石墨烯導(dǎo)熱片相比，儲氫材料的石墨烯對其表面微觀形貌的要求較低。并且一定程度的結(jié)構(gòu)缺陷有利于儲氫。
“相信未來，隨著石墨烯材料在下游市場的應(yīng)用條件成熟，將為它的商業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用提供動力。”李博洋說。
不過，也有不少專家提出質(zhì)疑——“這應(yīng)該是20年后的技術(shù)，我個人認(rèn)為氫儲運的技術(shù)路線還是應(yīng)該多向天然氣學(xué)習(xí)?！薄暗叵肫饋恚╇姵卦欢纫疝Z動”，核心指標(biāo)未展示，應(yīng)該更注重技術(shù)研究。估計目前還處于研發(fā)初期。能否實現(xiàn)商業(yè)化，我們需要稍后再看”……對此，張錦英教授表示，由于資金的影響，該項目的技術(shù)還處于中試階段。就目前而言材料方面，如果不能形成閉環(huán)，價格會高，但整體運行后，價格會下跌。
