科学家距离解决氢能的主要问题迈出重要一步

远东联邦大学(FEFU)的科学家团队与来自奥地利、土耳其、斯洛伐克、俄罗斯(MISIS,MSU)和英国的同事一起找到了一种在室温下氢化金属薄玻璃层的方法。这项技术可以大大拓展廉价、节能、高性能的材料和方法在氢能领域的应用范围。有关该研究文章发表在《电源》上。

该团队开发了一种非晶态纳米结构(FeNi基金属玻璃),该结构可用于氢能领域,以积累和存储氢,特别是可以替代小型系统中的锂离子电池

科学家距离解决氢能的主要问题迈出重要一步

金属玻璃具有取代钯的潜力,钯是氢系统中目前使用的昂贵元素。缺乏经济上可行的储能系统是阻止氢能扩大到工业水平的主要障碍。随着新的开发,团队距离解决这个问题又迈了一步。

据研究人员称,金属玻璃由于其无定形结构,缺乏某些多晶金属所特有的缺陷(例如晶界)以及对氧化和腐蚀的高抵抗力,因此在能源工业中具有巨大的潜力。

这项工作的独特之处在于,既用电化学方法对金属玻璃进行了氢化,又研究了其吸收氢气的能力。标准的氢化方法(如气体吸附)需要较高的温度和压力,这对金属玻璃的性能有不利影响,缩小了研究的材料范围。与气体吸附不同,电化学氢化法使氢气在室温下与电极(由FeNi金属玻璃制成)的表面发生反应,就像钯的情况一样。

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这种新方法可以作为普通气固反应的替代方法,适用于低容量或吸氢/放氢速度的合金。

研究小组还提出了“有效容积”的新概念,可用于分析金属玻璃吸收和释放氢的效率。为此,利用高分辨率电子显微镜和X射线光电子能谱测量玻璃-氢反应区的厚度和成分。

未来,该团队计划开发和优化新型金属玻璃成分,用于实际能源应用。

之前,来自英国剑桥大学FEFU和中国科学院的材料科学家团队开发了一种3D金属玻璃革新方法,这种方法在实际应用中最有前途。玻璃可塑造性更强,并能承受超临界载荷。改进的金属玻璃可用于许多领域,从塑料​​电子产品到各种传感器和变压器芯,医疗植入物以及卫星防护涂层。

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