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密歇根大學研究人員利用MOF材料存儲大量氫

據外媒報道,研究人員都在致力于研發下一代電動汽車,而且已經遇到了研發鋰離子電池的瓶頸。但是,密歇根大學(the University of Michigan)的一組研究人員卻將具競爭力的電動汽車技術,氫燃料電池的性能推向了新高度。

燃料電池是一種零排放的能源,像電池和油箱的混合體,使用氫氣作為燃料,利用氫氧之間的化學反應來發電,唯一的排放物是“水”。

該項技術的限制之一是無法存儲足夠數量的氫。密歇根大學的研究人員找到了一種方法,可以將更多氫塞進名為“金屬-有機框架”(metal-organic frameworks)的小型存儲結構中,從而提高電池能量密度,最終增長燃料電池汽車的預期續航里程。

金屬-有機框架(MOF)是一種設計材料,由金屬離子與有機分子耦合而成,具多孔特性,是最有前景的儲氫方式之一。

密歇根大學研究人員收集了所有MOF上的信息,包括以前構建以及設想中的MOF,然后將信息收集到數據庫中。隨后,使用高吞吐量的計算機模擬來搜索結果數據庫,尋找具有良好性能的數據,該數據庫中包含近50萬個MOF。目前已經確定有三個MOF超過了以往的氫存儲記錄,研究人員合成了此類材料用于電池,并展示了電池的性能。

該三個MOF分別名為SNU-70、UMCM-9和PCN-610/NU-100,每一個都超過2017年該研究團隊認證了的另一個MOF,IRMOF-20的性能。

電動汽車設計人員一直在尋求通過減少汽車動力系統的尺寸來提高效率,密歇根大學研究人員表示,通過增加MOF材料吸附劑所存儲的氫氣數量,可減輕電動汽車設計人員在小尺寸電池中存儲大量氫的壓力。

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