热点评论 | 科学家离解决氢能源难题又近了一步

【oilgasdaily报道】远东联邦大学（Far Eastern Federal University）的一组科学家和来自奥地利、土耳其、斯洛伐克、俄罗斯（国立科技大学、莫斯科国立大学）及英国的同事找到了一种室温下氢化薄金属玻璃层的方法。

这项技术或将为氢能源领域提供更多低廉、节能和高性能的材料及工艺。

这项研究的论文发表在《电源杂志》上。

该科学家团队开发了一种非晶纳米结构（铁镍基金属玻璃），可用于收集和存储氢，甚至能代替小型系统中的锂离子电池。

金属玻璃或将取代目前氢能源系统中所用的一种昂贵元素钯。氢能源无法大规模量产的主要原因是缺乏经济可用的能源存储系统。有了这项新开发的技术，该团队离解决氢存储问题又近了一步。

远东联邦大学自然科学学院计算机系统系的助理教授Yurii Ivanov表示，“氢是宇宙中最常见的化学元素，也是一种清洁的可再生能源，有潜力取代目前使用的所有类型燃料。

然而，氢的存储却是一个技术性难题。钯是存储和催化氢的关键材料之一，但其造价十分昂贵，而且在极端条件下才不易发生氧化还原反应。这些因素阻碍了氢能源在工业上的应用。

金属玻璃可以解决这个问题，金属玻璃是非晶金属，其原子无规则排列。

与晶体钯相比，金属玻璃要便宜得多，而且具有更强的耐腐蚀性。

此外，由于所谓的原子自由体积（如原子之间的空间），这种玻璃对氢的‘吸收’效率比其他任何一种具有晶体结构的材料都高。”

根据该研究员所说，由于金属玻璃具有非晶体结构，没有典型多晶体金属的那些缺陷，而且具备很强的抗氧化和耐腐蚀能力，因而在能源领域潜力巨大。

这项研究工作的独特之处在于，使用电化学方法来氢化金属玻璃，并研究其吸收氢的能力。

标准的加氢方法（如气体吸附）需要高温高压，而高温高压会对金属玻璃的性能产生负面影响，所以在研究中使用的材料选择范围较窄。与气体吸附不同，电化学加氢法能让氢气在室温下与电极（由铁镍金属玻璃制成）表面发生反应，与钯的情况类似。

该方法可替代低容量或氢吸收/释放速度合金常用的气固反应。

该团队还提出了一个“有效体积”的新概念，用以分析金属玻璃吸收和释放氢的效率。为此，还将使用高分辨率电子显微镜和X射线光电能谱测量玻璃-氢反应区域的厚度和成分。

该团队计划在未来开发和优化新型金属玻璃成分，以应用于实际的能源领域。

早些时候，来自远东联邦大学、剑桥（英国）和中国科学院的一组材料科学家已经开发了一种3D金属玻璃的“再生”方法，而3D金属玻璃最具实践应用前景，其具有更强的可塑性和抗超临界负荷能力。

这种改进的金属玻璃可用于许多领域，从塑料电子器件到各种传感器和变压器的铁芯、医用植入物以及卫星的保护涂层。