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密歇根大學(xué)開(kāi)發(fā)出金屬-有機(jī)框架 提高氫燃料電池能量密度

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:995次  |  2019年10月14日  

據(jù)外媒報(bào)道,研究人員都在致力于研發(fā)下一代電動(dòng)汽車(chē),而且已經(jīng)遇到了研發(fā)鋰離子電池的瓶頸。但是,密歇根大學(xué)(theUniversityofMichigan)的一組研究人員卻將具競(jìng)爭(zhēng)力的電動(dòng)汽車(chē)技術(shù),氫燃料電池的性能推向了新高度。


氫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(xué)反應(yīng)來(lái)發(fā)電,唯一的排放物是“水”。


該項(xiàng)技術(shù)的限制之一是無(wú)法存儲(chǔ)足夠數(shù)量的氫。密歇根大學(xué)的研究人員找到了一種方法,可以將更多氫塞進(jìn)名為“金屬-有機(jī)框架”(metal-organicframeworks)的小型存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中,從而提高電池能量密度,最終增長(zhǎng)燃料電池汽車(chē)的預(yù)期續(xù)航里程。


金屬-有機(jī)框架(MOF)是一種設(shè)計(jì)材料,由金屬離子與有機(jī)分子耦合而成,具多孔特性,是最有前景的儲(chǔ)氫方式之一。


密歇根大學(xué)研究人員收集了所有MOF上的信息,包括以前構(gòu)建以及設(shè)想中的MOF,然后將信息收集到數(shù)據(jù)庫(kù)中。隨后,使用高吞吐量的計(jì)算機(jī)模擬來(lái)搜索結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù),尋找具有良好性能的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)庫(kù)中包含近50萬(wàn)個(gè)MOF。目前已經(jīng)確定有三個(gè)MOF超過(guò)了以往的氫存儲(chǔ)記錄,研究人員合成了此類(lèi)材料用于電池,并展示了電池的性能。


該三個(gè)MOF分別名為SNU-70、UMCM-9和PCN-610/NU-100,每一個(gè)都超過(guò)2017年該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)證了的另一個(gè)MOF,IRMOF-20的性能。


電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)人員一直在尋求通過(guò)減少汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的尺寸來(lái)提高效率,密歇根大學(xué)研究人員表示,通過(guò)增加MOF材料吸附劑所存儲(chǔ)的氫氣數(shù)量,可減輕電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)人員在小尺寸電池中存儲(chǔ)大量氫的壓力。


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