新開發既安全又輕量的儲氫新材料

 

刊登日期:2019/12/10
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東京工業大學、筑波大學、高知工科大學、東京大學的共同研究團隊發現僅由氫與硼(Boron)構成的二次元物質-單層氫化硼烯(Borophane)在室溫、大氣壓環境下,只須以光照射,就可以釋放出氫氣,相對於需要高溫、高壓處理的既有方法,將可望成為既安全又輕量的儲氫新材料。

由輕元素的硼與氫氣結合而成的Borophane,質量氫氣密度達8.5%,因此可望作為輕量且安全的氫氣載體材料,以取代高壓儲氫鋼瓶。研究團則在2017年在室溫、大氣壓的溫和條件下,成功地合成了Borophane。

研究團隊進一步透過第一原理計算,發現向氫氣反鍵結軌域(Antibonding Orbital)的遷移與紫外線的能量相當,並基於此發現成果,提出利用光能可以在反鍵結軌域讓電子遷移的話,就能以常溫、常壓條件釋放出氫氣的假設。實際也如同第一原理計算,確認以紫外線照射可生成氫氣,能釋放出相當於Borophane質量8%的氫氣。

一般儲氫合金的質量氫氣密度最高也僅有2%左右,甲環己烷(Methylcyclohexane)等有機氫化物(Organic Hydride)則是6.2%,但釋放出氫氣需要加熱至300℃以上。Borophane與既有儲氫載體相比,可以紫外線照射的簡單操作生成大量氫氣,將可望利用於更加安全、輕量、簡便的可攜式儲氫載體的應用開發。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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