日前，隸屬美國(guó)能源部的薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(SavannahRiverNationalLaboratory，SRNL)成功研發(fā)出了一套便攜式電源系統(tǒng)，為該產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展鋪平了道路。該系統(tǒng)的容量已經(jīng)超過(guò)了當(dāng)今最好的電池。
SRNL新電源系統(tǒng)的研發(fā)，與三氫化鋁(alane)的使用不無(wú)關(guān)系。三氫化鋁質(zhì)地較輕，而且與液態(tài)氫相比，相同體積的三氫化鋁儲(chǔ)存的氫是前者的兩倍，因而對(duì)于便攜式的電池系統(tǒng)而言，它是最好的選擇。
事實(shí)上，氫的能量超過(guò)任何燃料，每千克可發(fā)出33千瓦時(shí)的能量。然而，業(yè)內(nèi)所面臨的挑戰(zhàn)是需要找到一種可存儲(chǔ)氫，同時(shí)高容量低重量的材料，制成方便攜帶的系統(tǒng)。
“比重能量很高，是我們研發(fā)的一大重點(diǎn)?！盨RNL博士泰德·莫提卡表示，“所謂比重能量是指每單位重量的能量，更高的比能，意味著每單位重量的能量更多。因此，三氫化鋁是非常搶手的高容量?jī)?chǔ)氫材料。”
在莫提卡的帶領(lǐng)下，研發(fā)小組利用低成本方法生產(chǎn)三氫化鋁，然后再大量增加釋放的氫氣。通過(guò)研究分析顯示，該電源系統(tǒng)的容量是一次性鋰離子電池的2-3倍。其實(shí)，現(xiàn)成商用三氫化鋁數(shù)量有限，生產(chǎn)成本高，無(wú)法大規(guī)模使用。因此，小組開(kāi)發(fā)了一種實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的系統(tǒng)，可以生產(chǎn)所需的大量三氫化鋁，用于實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化研究。
拉蓋里·子丹博士透露：“我們的工藝克服了傳統(tǒng)方法的一些障礙，可以生產(chǎn)三氫化鋁。這種新穎的方法可最大限度地減少溶劑的使用，并且能夠產(chǎn)生純凈的無(wú)鹵化物三氫化鋁?！?/p>
SRNL堅(jiān)信，這套系統(tǒng)可軍商兩用。小組另一成員基特·恒格博士說(shuō)：“我們的目標(biāo)是為系統(tǒng)提供足夠的能量，而重量又足夠輕，可以讓士兵攜帶，或用于無(wú)人駕駛飛機(jī)和其他領(lǐng)域，在這些地方，重量是一個(gè)必要因素?！?/p>
多年來(lái)，SRNL一直致力研究輕質(zhì)高容量固態(tài)儲(chǔ)氫材料，不過(guò)這些材料都無(wú)法像三氫化鋁這樣，可以滿(mǎn)足低價(jià)、高效、小型的條件。
資料顯示，三氫化鋁屬于一類(lèi)材料，稱(chēng)為化學(xué)儲(chǔ)氫材料。就像金屬氫化物一樣，化學(xué)儲(chǔ)氫材料可提供固態(tài)儲(chǔ)氫介質(zhì)。然而，與金屬氫化物不同，這種化學(xué)儲(chǔ)氫材料，就像三氫化鋁一樣，不容易重復(fù)吸收氫氣，所以，一旦這種材料的氫被釋放，就必須再次經(jīng)過(guò)化學(xué)處理，才能儲(chǔ)存氫。三氫化鋁也表現(xiàn)出非常有利的放電性能，使它成為一種理想的化學(xué)儲(chǔ)氫材料。
目前，這項(xiàng)研發(fā)成果已經(jīng)引起幾家商業(yè)公司的興趣，它們的研發(fā)領(lǐng)域基本都是便攜式電源系統(tǒng)。莫提卡表示，不排斥合作，這樣或許還能讓該系統(tǒng)更加完美，而且可以更快地推向市場(chǎng)。
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