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蘭卡斯特大學(xué)研發(fā)出新材料 實(shí)現(xiàn)氫能汽車的新突破

2019-06-10 11:39  來源:蓋世汽車  瀏覽:  

(圖片來源:蘭卡斯特大學(xué)官網(wǎng))

隨著全球都在逐漸淘汰化石燃料汽車和卡車,人們都在探索更環(huán)保的替代技術(shù),例如電動(dòng)汽車。其中一項(xiàng)極具潛力的“綠色”技術(shù)就是氫能,但是,到目前為止,由于該燃料系統(tǒng)的規(guī)模、復(fù)雜性和費(fèi)用問題,導(dǎo)致無法得到大規(guī)模應(yīng)用。據(jù)外媒報(bào)道,英格蘭蘭卡斯特大學(xué)(Lancaster University)David Antonelli教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際研究小組發(fā)現(xiàn)了一種由氫化錳制成的新材料,提供了一種氫能源解決方案。該新材料可用于制作燃料罐內(nèi)的分子篩,燃料罐內(nèi)可存儲(chǔ)氫氣,在氫氣為動(dòng)力的“系統(tǒng)”中,與燃料電池一起工作。

該新材料稱為KMH-1(Kubas氫化錳-1),可將氫動(dòng)力汽車的燃料罐變得比現(xiàn)有的氫燃料技術(shù)更小、更便宜、更方便、能量密度更高,而且性能顯著優(yōu)于電池驅(qū)動(dòng)的汽車。

蘭卡斯特大學(xué)物理化學(xué)系主任Antonelli教授已經(jīng)在該領(lǐng)域從事了15年以上的研究,他表示:“生產(chǎn)此類材料的成本非常低,但是該材料存儲(chǔ)的能量密度與鋰離子電池的高得多,因此,該氫燃料電池系統(tǒng)的成本與現(xiàn)有鋰離子電池相比,低了5倍,但是卻可以支持更長的續(xù)航里程,續(xù)航里程延長了3倍或4倍。”

該材料利用了庫巴斯結(jié)合(Kubas binding)化學(xué)過程,該化學(xué)過程通過讓氫分子中的氫原子在室溫下保持一定距離,從而實(shí)現(xiàn)氫存儲(chǔ),消除了分裂、結(jié)合氫原子間化學(xué)鍵(需要高能量、極端溫度以及復(fù)雜的設(shè)備來完成)的需要。

該KMH-1材料還能吸收和存儲(chǔ)多余的能量,因此不需要外部加熱和冷卻,這一點(diǎn)非常重要,將意味著車輛無需使用冷卻和加熱設(shè)備,從而使系統(tǒng)的潛在效率遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)。

分子篩的工作原理是在120個(gè)大氣壓下吸收氫氣,此大氣壓比一般的潛水器要低。然后,當(dāng)壓力釋放時(shí),會(huì)從燃料罐中將氫氣釋放到燃料電池中。

研究人員的實(shí)驗(yàn)表明,在相同體積下,與現(xiàn)有氫燃料技術(shù)相比,該材料可多存儲(chǔ)3倍的氫氣,對(duì)于汽車制造商來說,可提供設(shè)計(jì)靈活性,將車輛的續(xù)航里程增加到原來的3倍,或者可將燃料罐的尺寸減小至原來的3倍。

盡管,該KMH-1最明顯的應(yīng)用領(lǐng)域在汽車和重型貨車,但是研究人員認(rèn)為其還有其他應(yīng)用。Antonelli教授表示:“該材料還可用于無人機(jī)等便攜式設(shè)備或者移動(dòng)充電器中,讓人們能夠進(jìn)行為期一周的露營旅行,而不必給設(shè)備充電,優(yōu)點(diǎn)在于,當(dāng)人們預(yù)計(jì)要長時(shí)間遠(yuǎn)離電網(wǎng),還可以用于燃料電池,為房屋或偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。”

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