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微觀世界新科技-鑄強奈米學園 首頁 / 交流討論 / 奈米重力計發掘新儲氫材料
奈米重力計發掘新儲氫材料 回應
美國科學家最近發現一種具有儲氫潛力的新材料。維吉尼亞州大學的Adam Phillips和Bellave Shivaram使用奈米重力質量檢測技術,測量發現含鈦過渡金屬乙基複合物可吸附高達約12%重量比的氫氣。儘管這種新材料仍待詳加研究,但此數值已經遠高於美國能源部預定在2010年達成的5.4wt%儲氫能力。

低成本、高容量的儲氫媒介是未來氫燃料電池技術商業化的關鍵條件。雖然科學家在過去幾十年已經研究過各式各樣的材料,如奈米碳管、氫籠型水合物(hydrogen-clathrate-hydrate)及其他奈米材料,但尚未發現令人滿意的材料。

最近登場的過渡金屬乙基複合物為儲氫材料再添一員。Phillips表示,理論預測一個由碳奈米結構隔離的鈦原子,會和三至五個氫氣分子產生微弱的鍵結。對於鈦乙基結構,理論預測Ti:ethylene為1:1時能有高達12wt%的儲氫能力,而2:1時則為14wt%,該小組的實驗結果大致相符。

Phillips和Shivaram首先在乙烯氣體中蒸發鈦原子,鈦原子與乙烯鍵結後沉積於表面聲波(surface acoustic wave, SAW)質量感應器上。待沉積完成後,研究人員將乙烯從腔內移除,接著通入氫氣。在整個過程中,科學家以奈米重力測定技術量測累積在感測器上的氫氣量,由於SAW元件的共振頻率會隨著氫氣量增加而降低,藉由測量頻率便能準確得知鈦乙基複合物所吸收的氫氣量。

Phillips相信被隔離的過渡金屬可以和氫氣分子產生比物理吸附強但比化學吸附弱的鍵結。這是一項優勢,因為大部分以物理吸附方式儲氫的材料需在非常低溫下操作,而化學吸附則因鍵結強需要高溫才能釋出氫。

Phillips指出,他們雖然已量測氫氣的吸附,但尚未釐清該材料如何釋出氫。該小組有意將目前研究的材料份量由毫微克往上增加,同時也希望能探討鈦在苯或其他環狀有機化合物氣體中的鍵結機制。詳見Physical Review Letters 100, p.15505 (2008)。

原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33524
譯者:張銘信(逢甲大學材料科學與工程系)
2008/4/9 AM 09:23:21


劉志彥





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