德国研究人员提出利用钯纳米粒子储氢的新方法
德国亥姆霍兹协会旗下的德国电子同步加速器研究所（Deutsches Elektronen Synchrotron，DESY）的研究人员提出将氢储存在由金属钯制成的微小纳米粒子（直径1.2纳米）中的新方法。
研究人员将钯纳米粒子以2.5纳米的间隔附着在石墨烯载体上，利用表面X射线衍射和扫描隧道显微镜，研究了石墨烯支持的钯纳米粒子的原子结构及其在室温下与氢的相互作用，发现氢可以黏附在钯纳米颗粒的表面，几乎没有渗透进内部。未来研究人员还将寻找新的载体，以提高新方法的存储密度。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
具有高度挥发性的氢气被认为是未来很有前途的能源载体，可为飞机、船舶和卡车提供气候友好型燃料，并允许生产气候友好型钢铁和水泥——这取决于氢气如何生成。然而，储存氢气的成本很高：要么将气体保存在压强高达700巴（压强单位，1巴=100千帕）的加压罐中，要么将其液化，这意味着须将其冷却至-253℃。这两个过程都会消耗额外的能量。
DESY纳米实验室负责人安德雷斯·斯蒂尔领导的团队设计了一种新方法，将氢储存在由贵金属钯制成的直径仅为1.2纳米的微小纳米粒子中。钯可以像海绵一样吸收氢的事实早已为人所知。
这些微小粒子足够坚固，它们由稀有贵金属铱制成的核也很稳定，并附着在石墨烯载体上。斯蒂尔说：“我们能够将钯粒子以仅2.5纳米的间隔附着在石墨烯上。这会形成一种规则的、周期性的结构。”
DESY的X射线源PETRA Ⅲ用于观察当钯粒子与氢接触时会发生什么：本质上，氢黏附在纳米粒子的表面，几乎没有任何气体渗透到内部。纳米粒子就像是一种巧克力结构：中心是铱“坚果”，包裹在一层钯中，外部是由氢气包裹的“巧克力”。回收储存的氢气只需稍微加热，氢就会从粒子表面迅速释放出来，因为气体分子不必从簇内部推出。
斯蒂尔表示，接下来，研究人员希望确定使用这种新方法可以实现的存储密度。然而，在进行实际应用之前，仍然需要克服一些挑战。例如，其他形式的碳结构或是比石墨烯更合适的载体，研究人员正在考虑使用含有微孔的碳海绵。
相关研究成果发表在《ACS纳米》（ACS Nano）期刊上。
