氢可以提供电池电源的替代品
以非常不寻常的方式意外发现与水反应的新型铝合金可能是恢复氢气经济困难的第一步。它可以为燃料电池和其他应用提供方便便携的氢源,潜在地转变能源市场,并提供电池和液体燃料的替代品。
“这种方法的重要方面是它可以让您制作非常紧凑的系统,” 研究伦敦帝国理工学院燃料电池的Anthony Kucernak说,他没有参与研究。“对于需要非常轻的或在氢气中长时间运行的系统来说,这对于存储在气缸中的氢气的使用是令人望而却过的非常有用的。
物理学家Anit Giri说,这一发现是在马里兰州阿伯丁试验场的美国陆军研究实验室的研究人员在研究新的高强度合金时发现的。当他们在常规测试中倒水时,它会在排出氢气时开始冒泡。
这通常不会发生在铝上。通常,当暴露于水时,它会迅速氧化,形成一个阻止任何进一步反应的保护屏障。但这种合金只是继续反应。该团队已经将解决方案绊倒了几十年的问题。
氢气一直被吹捧为干净,绿色的燃料,但由于其体积大,难以储存和移动。Giri说:“氢的问题总是运输和加压。”
缓慢反应
如果铝可以与水有效反应,那么这就意味着氢需求。与氢气不同,铝和水易于携带,两者均稳定。但是以前尝试推动反应需要高温或催化剂,而且缓慢:获得氢气需要数小时,效率约为50%。
该团队正在申请专利的新型合金由一种致密粉末的微米级铝和一种或多种排列在特定纳米结构中的金属制成。向混合物中加水可产生氧化铝或氢氧化物和氢气。团队领导Scott Grendahl说:“我们在不到3分钟的时间里就能实现近100%的效率。此外,新材料比同等重量的锂电池提供至少一个数量级的能量。与电池不同,它可以保持稳定并准备无限期使用。
图:全尺寸氢动力储罐也可能是一种选择 美军研究纳米名铝电池
军队使用这种材料为小型无线电控制的坦克提供动力。格伦达尔没有看到任何实际的问题,即扩大生产以生产数百吨的东西,因为它可以由相当便宜的废铝制成。新材料可以将笔记本电脑的所有内容都用于公共汽车和汽车。
罗伯特·斯坦伯格 - 威尔肯斯(Robert Steinberger-Wilckens)在英国伯明翰大学指导燃料电池项目时说,原则上这个过程应该起作用。但他提醒说,需要重复的实验来表明反应的工作方式应该如此。“有很多东西在实验室工作,但不在现场。”
如果它是平底锅,粉末也可以用作3D打印的原材料。研究人员提出了现在正在考虑采用自己的结构作为燃料的小型空中或地面机器人的建议。这些自给自足的机器对于单向情报收集任务将是有用的,最后燃烧自己不会留下痕迹。
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