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科学家将氢基燃料装入“灰色糊状物” 能量密度10倍于锂电池

        【天天科技网】

  据报道,欧洲的应用科学研究机构弗劳恩霍夫学会(FraunhoferSociety)的科学家提出了一种镁基“动力电池”(Powerpaste),它可以储存密度为锂电池10倍的氢能,为氢燃料电池汽车提供了比汽油动力汽车更长的续航里程,并且可以在几分钟内补充燃料。

  一般来说,氢燃料电池汽车以气体的形式携带氢,并将其储存在压力约为700巴(相当于700个大气压)的油箱中。这些罐又大又重,这抵消了氢相对于当今锂电池的一个关键优势——更高的能量密度。高压也使得氢燃料在摩托车、踏板车等动力两轮车中的应用成为不切实际的选择。

  然而,该协会在德国德累斯顿的一个研究所提出了一种有趣的储存和运输氢能的新方法。这种方法是一种基于氢化镁的“动力电池”,它可以在大气压下以化学形式储存氢气,并在需要时随时释放氢气。

  为了生产这种糊状物,镁和氢在大约350℃(662℉)的温度和五到六倍的大气压下结合形成氢氧化镁。然后,加入酯和金属盐完成该过程,形成可以装入墨盒的厚灰色糊状物。

  在Powerpaste的形式中,它在高达250℃(482℉)的温度下完全稳定。它携带的能量是同等重量锂电池的10倍,大大超过了同等重量的700bar储氢罐。研究人员表示,使用Powerpaste动力系统的汽车的续航里程预计将“与汽油相当,甚至超过汽油”。

  当需要释放能量时,柱塞装置会将糊状物挤压到空腔中,糊状物在空腔中与水反应,以动态控制的速度释放氢气,然后为燃料电池提供能量,从而为电动汽车或其他设备的动力系统提供动力。这种糊状物令人印象深刻的能量密度的一部分来自于这样一个事实,即它释放的一半氢来自于它与之反应的水。

  研究小组还提到,Powerpaste可以用于大型无人机,大大提高其飞行时间和续航能力,也可以用于便携式电器,如野营烤面包机或浆糊供电的水壶。该团队表示,这种粘性糊状物可以通过“相对便宜的设备”由标准灌装生产线供应。

  从逻辑上讲,这种物质的输送似乎比一般的气态氢(包括液态)简单得多。它可以用卡车或油罐车装在油桶里运输,放在任何地方都不危险。该研究所正在自己的工厂里建造一个Powerpaste生产工厂,将于今年晚些时候投入使用,每年可以生产4吨糊状物,用于试点项目和行业评估。它还在实验室的测试台上安装了一台发电机,并正在运行。

  但是,问题依然存在。镁糊消耗完之后会怎么样?会不会回收到生产过程中?上面引用的能量密度数字是考虑了整个系统的需求,还是只考虑了燃料储存?考虑到燃料电池会产生水作为副产品,在给定的能量下,需要用多少水,充水时需要加多少水?

  或许最重要的是,这种糊的制作过程节能吗?要知道,在燃料电池系统中,外界反对清洁氢的污点之一,就是它对清洁能源的利用效率低得可怕。把清洁能源储存在电池里,你会得到90%以上的车轮反馈。通过将它储存在氢气中,你将燃烧掉至少一半的能量。

  此外,Powerpaste的生产需要热量、压力和工业流程,这些都需要消耗能源。除了储存和运输的财务和能源成本之外,气态氢似乎是一种更便宜的能源。

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