2019.10.30关于 KUT / 学者 / 研究 / 学生生活

由包括 KUT 藤田教授在内的联合研究小组开发的轻质、安全的氢载体材料

一个联合研究小组发现,硼化氢纳米片(氢和硼的组织比为1:1)在环境室温和压力下仅通过光照射即可释放氢气。课题组成员为东京工业大学材料科学与工程系Masahiro Miyauchi教授;筑波大学的 Takahiro Kondo 副教授、Nguyen Thanh Cuong 研究员和 Susumu Okada 教授;日本KUT环境科学与工程学院Takeshi Fujita教授;和东京大学 Iwao Matsuda 教授。

图 1 硼化氢纳米片(HB 片)在紫外线下释放氢气

由于片材的二维性质和独特的电子能带结构,HB片材储存和释放氢的能力非常高。

研究小组首次合成了硼化氢纳米片,这是一种由硼和氢(无爆炸风险的轻质元素)组成的纳米片状物质。由于该片材的氢气密度为8%或更高,因此有望用作轻质且安全的氢气载体*,可以取代目前普遍使用的有爆炸风险的氢气瓶。

另一种氢载体是传统的储氢合金,其氢密度可高达2%。环甲基己烷是一种有机氢化物,被认为是一种很有前途的氢载体,但其氢的质量密度为62%,因此要释放氢,必须将其加热到至少300°C。

这里宣布的新合成方法基于研究小组发现的一种现象:在室温和大气压下,只需用紫外线照射即可从硼化氢纳米片中提取氢。这一成果有望开发出一种安全、轻便、简单的便携式氢气载体,取代目前车辆燃料电池中安装的高压氢气罐。然而,在该小组的研究中,他们成功地通过计算科学,从电子结构的角度阐明了光照射释放氢气的机制。

藤田教授解释了他对他的研究的热情。 “我认为对于技术创新来说,重要的是创造新材料,而不是改进现有材料。”


这项研究的结果发表于自然通讯2019 年 10 月 25 日。自然通讯是一本开放获取期刊,发表生物学、物理、化学和地球科学方面的高质量研究成果,这些研究成果为知识的进步做出了重大贡献。

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* 氢载体:用于储存和运输氢的装置或介质。众所周知的氢载体包括高压氢气瓶、液化氢容器、氨、有机氢化物和储氢合金。

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