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氫能具有高效、清潔無污染的特性，因此被譽為21世紀發(fā)展的“明星能源”。加之隨著全球氣候變化的加劇，世界氫能委員會認為：“發(fā)展氫能對實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、減少碳排放、遏制全球變暖至關重要。據(jù)預測，2040年氫能將占世界終端能源消費的18%，2050年全球20%的二氧化碳減排要靠氫能來完成?！备鲊鵀閼獙夂蜃兓?，減少碳排放紛紛開始布局氫能，中國也正在加快氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動了制氫、儲氫等相關氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
氫能的發(fā)展至關重要，但是由于氫氣易燃易爆、密度小、極易擴散等特點導致其儲存存在極大難題，所以儲氫技術仍然是氫能發(fā)展的瓶頸所在。目前全球主要有高壓氣體儲氫、低溫液氫儲存、固態(tài)儲氫、有機液氫儲存四種技術方式。
西安交通大學張錦英教授團隊開發(fā)出一種高密度固態(tài)儲氫材料——石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料。
為什么說這是在儲氫方面的一個重大突破呢？
首先固態(tài)儲氫是氫氣通過固體或化學反應進行物理吸收和吸附而儲存在固體物質(zhì)中，不需要壓縮和凍結(jié)。雖然該方法有著不需要經(jīng)過高壓容器、純度高、操作安全等優(yōu)點，但是存在吸氫溫度要求高、抗雜質(zhì)氣體能力差等缺點，目前中國針對固體儲氫還在存在很大的技術難題。
固態(tài)儲氫材料將氧原子與金屬原子等結(jié)合雖然是一種安全高效的儲氫方式，但是常規(guī)材料中氫的釋放存在脫氫不完全、氫氣純度低、催化劑昂貴等問題限制了在商業(yè)領域的規(guī)?；瘧谩?/span>
本次科研團研發(fā)出的石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料克服了穩(wěn)定釋放氫氣、氫氣低溫釋放等難題。此項技術的原材料是高活性輕金屬氧化物，通過非催化動力學調(diào)控機制建立能夠有效隔絕水氧、解決氫氣自發(fā)泄漏、便攜的石墨烯界面納米閥結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)儲氫材料安全、穩(wěn)定釋放氫氣，簡單來說就是將石墨烯良好的包覆性能運用在氫能儲存方面，通過控制對石墨烯的包覆，調(diào)節(jié)它的速度快慢以此來達到有序地將氫氣釋放出來。除此之外，石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料可以在-40~85℃寬溫度范圍穩(wěn)定工作克服低溫工作環(huán)境。
目前團隊還基于此項技術進行野外應急電源、氫能電動車、柴油重卡、輪船等產(chǎn)品的設計和開發(fā)，以及電網(wǎng)中難以并網(wǎng)的電轉(zhuǎn)換成氫儲存在儲氫材料里邊運用到需要用電或者用氫的地方。
石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料的出現(xiàn)是儲氫領域一個重大突破，氫能不斷向前推進推進發(fā)展，中國也在加快氫能各領域的發(fā)展進程，更好的儲氫技術代表能夠更高效、安全地對氫氣進行運輸，提升公眾對于氫氣的接受度，“氫進萬家”的愿景、“雙碳”目標才能早日實現(xiàn)。
文章參考：陜西發(fā)布、梨視頻
