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今日Science最新儲氫和甲烷材料:在高孔隙率材料中平衡體

添加人:材料人 發布時間:2020-4-17 9:59:37 來源:微信公眾號

甲烷和氫氣都是汽油的替代品,有可能用作交通運輸業的燃料。甲烷被視為過渡性燃料,因為它的燃燒仍然會排放CO2,但釋放的CO2量少于汽油。相比之下,氫被設想為“未來的燃料”,因為氫燃料電池汽車是零排放汽車。但是,氫和甲烷動力車輛的運輸,存儲和操作目前需要高壓壓縮(即H2為700 bar,CH4為250 bar),這既昂貴又不安全。為了鼓勵在這一重要領域進行研究,美國能源部(DOE)建立了用于開發運輸領域替代燃料的機載存儲和運輸系統的指標。開發新型吸附劑材料是實現安全、經濟有效地儲存甲烷和氫氣目標的戰略之一。特別是高表面積的多孔材料,通常被認為具有2000 m2/g或更大的表面積,例如金屬有機骨架(MOF)、多孔碳、共價有機骨架和多孔有機聚合物已被廣泛研究作為車載清潔能源氣體存儲的候選吸附劑。這些吸附劑的性能可以使氣體負載在較低的極端負載壓力下為車輛提供動力,而目前甲烷和氫動力車輛的存儲系統需要這種壓力。在這些吸附劑中,由無機結點和有機連接物構成的MOFs,由于其可定制的孔隙化學、孔隙幾何形狀和合理設計的舒適性,以及清晰的結構-性質關系,已經成為氣體儲存的重要材料。此外,據報道,MOFs的表面積達到超高值。

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