據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)1月10日（北京時間）報道，美國薩瓦那河國家實驗室（SRNL）的科學(xué)家利用含三氫化鋁的輕型材料制成了小型儲氫容器，并證明它的氫釋放率適合為小型商用燃料電池提供動力，這為未來大規(guī)模制造便攜式發(fā)電系統(tǒng)鋪平了道路，在軍用和商用領(lǐng)域都可能得到應(yīng)用。
SRNL研究團(tuán)隊展示了如何用三氫化鋁和類似高性能儲氫材料來制造便攜的發(fā)電系統(tǒng)。三氫化鋁與其他金屬氫化物類似，也能為氫提供一種固態(tài)的儲存媒介。但三氫化鋁具有一大優(yōu)勢：它具有極高的儲氫能力，能夠?qū)杀抖嗟臍錃鈨Υ鏋橐簯B(tài)氫。此外，它還具有較低的質(zhì)量和有利的放電狀態(tài)。這些都使它成為理想的化學(xué)儲氫材料之一。
但目前可商用的三氫化鋁十分有限，且生產(chǎn)成本很高，妨礙了它的廣泛應(yīng)用。研究人員表示，他們的研究克服了三氫化鋁傳統(tǒng)生產(chǎn)方法中的多個障礙，新方法能最少程度地使用溶液，并制出純凈、不含鹵化物的三氫化鋁。同時，研究小組還能借助另一過程，使從三氫化鋁中提取的氫翻一番。這些進(jìn)展也為開發(fā)成本低廉的新型三氫化鋁生產(chǎn)方式奠定了基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊已經(jīng)研發(fā)出一個小型的系統(tǒng)，以生產(chǎn)試驗及改進(jìn)研究所需的三氫化鋁。
而此次研究的另一重點就是評估三氫化鋁系統(tǒng)和小型燃料電池應(yīng)用的兼容性。基于約含有22克三氫化鋁的測試容器的初步結(jié)果顯示，這一系統(tǒng)能夠很好地滿足100瓦燃料電池系統(tǒng)所需的氫釋放率。該系統(tǒng)能夠在燃料電池接近全功率的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)3個多小時，并能在降低功率后再運(yùn)行若干小時。
便攜式發(fā)電設(shè)備制造商正在尋找可提供超過1千瓦時/千克比能的系統(tǒng)，這比目前最好的鋰電池的儲能量還要多2至3倍。SRNL的泰德·莫蒂卡博士表示，更高的比能意味著單位重量獲取的能量更多。他們的目標(biāo)是為軍隊提供輕便且儲能能力出色的便攜系統(tǒng)，以及應(yīng)用于其他對重量要求較高的領(lǐng)域。
燃料電池很簡單，卻很高效。同樣是消耗酒精或者氫，熱機(jī)效率到30%就算厲害，燃料電池卻高達(dá)80%，因為它的能量無需損耗在機(jī)械摩擦和散熱上。1960年代阿波羅飛船就開始用燃料電池，之后全世界研究改進(jìn)了半個世紀(jì)，燃料電池離大規(guī)模商用卻還差一步：儲能材料成本太高。而SRNL的新生產(chǎn)工藝，突破了這一關(guān)鍵瓶頸，有望將氫燃料電池帶入我們的生活。這又是一個科技發(fā)展“積跬步成千里”的例子。
