氢能源的一步

远东联邦大学的一组科学家(FEFU)和他们的同事一起从奥地利、土耳其、斯洛伐克、俄罗斯(斯,密歇根州立大学)和英国发现了一种氢化在室温下金属玻璃的薄层。这种技术可以大大扩大范围的便宜,节能,高性能材料和方法可用于氢能源领域。一篇关于该研究发表在《能源》杂志上。

团队开发了一个非晶态纳米结构(FeNi-based金属玻璃),可以使用氢能源领域的积累和储存氢气,特别是作为替代锂离子电池在小型系统。

金属玻璃有可能取代钯,一个昂贵的元素,目前用于氢系统。缺乏经济可行的能源存储系统是主要的障碍阻止氢能源扩大到工业水平。与新发展,团队更近一步来解决这个问题。

“氢是宇宙中最常见的元素,清洁可再生能源的来源,有可能取代今天所有类型的燃料。然而,它的存储构成重大技术问题。的一个关键材料用于存储和催化氢是钯。然而,它是非常昂贵和低亲和力在极端条件下氧化或还原环境。这些因素阻止氢能源被用于工业的水平。金属玻璃的问题可以得到解决。非晶态金属和缺乏长期原子秩序。与晶体钯相比,金属玻璃是更便宜和更耐积极的环境。此外,由于所谓的原子自由体积(即原子)之间的空间,这样的眼镜可以“吸收”氢更有效地比其他任何材料与晶体结构、“Yurii伊万诺夫说,计算机系统学系助理教授自然科学学院FEFU。

根据研究者,金属玻璃在能源行业的巨大潜力由于其无定形结构,缺乏某些缺陷是典型的多晶金属(如晶界),和高耐氧化和腐蚀。

这个独特的工作是电化学方法用于氢化金属眼镜,学习吸收氢的能力。标准加氢方法(如气体吸附)需要高温度和压力对金属玻璃的性质有一个负面影响,缩小范围的材料,可用于这项研究。与气体吸附、电化学加氢使氢与电极表面的反应在室温下(芬尼酒制成的金属玻璃),就像在钯的情况。

新方法可以代替常见的气固反应能力或较低的合金氢吸收/释放速度。

的团队还提出一个新的概念的有效容积,可用于分析氢的效率吸收和释放金属玻璃。为此,glass-hydrogen反应区域的厚度和成分测量使用高分辨率电子显微镜和x射线光电子能谱。

在未来,该小组计划开发和优化新的金属玻璃成分对实际能源应用。

材料的一个科学家小组从FEFU早些时候,剑桥(英国),中国科学院已经开发了“复兴”的方法最有前途的三维金属玻璃在实际使用。眼镜已经变得更加可塑和抵抗超临界的负载。改进的金属玻璃可用于许多领域,从塑料电子变压器核心,各种传感器和医疗植入物和防护涂料的卫星。

参考
Sarac B, Zadorozhnyy V,伊万诺夫YP, et al . Surface-governed电化学加氢FeNi-based金属玻璃。能源杂志。2020;475:228700。doi:10.1016 / j.jpowsour.2020.228700

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