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大家都知道氫能可以滿足資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求。氫能熱值高，儲(chǔ)量豐富，清潔無(wú)污染。然而，氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸一直限制了氫能的利用，但最近，儲(chǔ)氫問(wèn)題得到了突破。
眾所周知，氫氣是一種無(wú)色、透明、無(wú)臭、無(wú)味、不溶于水的物質(zhì)，它具有易燃、易爆、密度低、極易擴(kuò)散的特點(diǎn)，因此很難儲(chǔ)存。
西安交通大學(xué)電氣科學(xué)與技術(shù)研究院張錦英教授：“氫氣很輕，大家都知道一摩爾氫氣只有2克22.4升，所以它的密度很小，每升0.089克。所以在這種情況下，對(duì)于存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，可能需要特別大的體積。22.4升只能儲(chǔ)存兩克。因此，如果在常溫常壓下運(yùn)輸，100公斤可能只能儲(chǔ)存幾克氫氣，成本非常高?！?/span>
正是由于氫氣的這些特性，儲(chǔ)氫技術(shù)仍然是氫能發(fā)展的瓶頸。目前，現(xiàn)有的儲(chǔ)氫方法主要有低溫液態(tài)氫、高壓儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫。
西安交通大學(xué)電氣科學(xué)與技術(shù)研究所張錦英教授：“我們都知道低溫能耗極高，成本極高，那么在高壓的情況下還有一個(gè)問(wèn)題，加氫站建在哪里？氫氣從哪里運(yùn)來(lái)？我們運(yùn)輸氫氣的地方和生產(chǎn)氫氣的地方不一樣，所以如果運(yùn)輸距離特別遠(yuǎn)，氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸就成為一個(gè)特別困難的問(wèn)題。”
為了攻克儲(chǔ)氫難題，從2018年開(kāi)始，張教授和她的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始在固態(tài)儲(chǔ)氫方面發(fā)力，這種儲(chǔ)氫方式雖然常見(jiàn)，但存在密度低、運(yùn)輸成本高的缺點(diǎn)。
西安交通大學(xué)電氣科學(xué)與技術(shù)研究所張錦英教授：“我們使用了傳統(tǒng)上認(rèn)為不可能使用的金屬氰化物，即具有極高活性的金屬氰化物。因?yàn)檫@些東西一碰到水就會(huì)爆炸式地釋放氫氣，所以我們選擇的是控制它，通過(guò)每個(gè)小顆粒表面的石墨烯，在它上面涂上一層均勻的這種石墨烯，讓它變得穩(wěn)定。然后當(dāng)它被釋放時(shí)，因?yàn)槭┖褪┲g的間隔可以緩慢反應(yīng)，所以釋放變得可控。所以我們可以通過(guò)控制石墨烯的包覆來(lái)控制（氫氣）的釋放速率，這個(gè)過(guò)程保證了氫氣100%釋放，有序釋放，然后利用它的高密度特性。在這種情況下，我們運(yùn)輸 100 公斤材料，然后通過(guò)加水將其釋放到目的地，可以釋放25公斤氫氣，所以成本降低了?！?/span>
此外，這種儲(chǔ)氫方法還可以突破溫度的限制，在-40°C至100°C范圍內(nèi)仍能穩(wěn)定工作。三年來(lái)，張教授團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氫材料安全、可控、穩(wěn)定的釋氫。談及整個(gè)過(guò)程的艱辛，張教授說(shuō)這不算什么。
西安交通大學(xué)電氣科學(xué)與技術(shù)研究所張錦英教授：“我喜歡專心做一件事，設(shè)定目標(biāo)，沒(méi)做完就不想吃飯。從小就是這個(gè)性格，遇到問(wèn)題就解決。反正大家都在做科學(xué)研究，我們不知道這是否算作投資，我們?cè)谕瓿墒虑橹熬土粼谶@里，我住在這里，沒(méi)有去思考是個(gè)人時(shí)間還是工作時(shí)間，目的就是把事情做好?！?/span>
目前，張教授團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于新型儲(chǔ)氫技術(shù)的便攜式氫電源、無(wú)人機(jī)、氫能電動(dòng)汽車等產(chǎn)品，未來(lái)給我們帶來(lái)的便利是無(wú)限的。
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