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美國能源部(DOE)的太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室(以下稱：PNNL)的科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)了地球上儲量豐富、常見的“鹽”非常有儲氫前景。

全球氣溫持續(xù)升高讓越來越多的人意識到，能源需要進(jìn)行零碳排放，或接近零碳排放。這意味著我們要從可再生能源中獲取更多的能源，而不僅限于煤炭、石油和天然氣。其中最有前景的可再生能源載體之一是氫氣。

PNNL的團(tuán)隊(duì)正研究利用氫為存儲和能量釋放的媒介，主要方式是通過破壞氫的化學(xué)鍵。PNNL的大部分工作都和能源部的氫能材料高級研究聯(lián)盟(HyMARC)相關(guān)。

氫能儲存技術(shù)尚未優(yōu)化

PNNL的研究重點(diǎn)涉及到優(yōu)化氫能儲存，這是個棘手的問題。到目前為止，還沒有完全安全、經(jīng)濟(jì)、高效的大規(guī)模儲氫的方法。

近日，PNNL的研究人員共同撰寫了小蘇打溶液存儲氫氣的論文。該論文已被英國皇家化學(xué)學(xué)會出版的《綠色化學(xué)》雜志評為“熱門論文”。PNNL的研究工作獲得了美國能源部能源效率和可再生能源辦公室(EERE)的氫和燃料電池技術(shù)辦公室資助。該研究推動了能源部的H2@Scale計劃以及Hydrogen Shot計劃。

該論文的2位主要作者是PNNL的研究員Thomas Autrey和他的同事Oliver。他們都是杰出的化學(xué)家。

碳酸氫鹽-甲酸鹽循環(huán)

想利用小蘇打烤餅干么？或是進(jìn)行儲氫？小蘇打可能是解決氫存儲問題的良方，這種溫和、廉價的碳酸氫鈉無毒且地球儲量豐富。

確切地來說它不是小蘇打。PNNL團(tuán)隊(duì)正進(jìn)行碳酸氫鹽-甲酸循環(huán)的氫能量儲存特性的長期研究。（甲酸鹽是安全、溫和的液體有機(jī)分子）

它的工作原理是這樣的:甲酸離子(氫和二氧化碳)在水中的溶液中攜帶基于非腐蝕性堿金屬甲酸鹽的氫。離子在催化劑的作用下與水發(fā)生反應(yīng)。這種反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣和碳酸氫鹽，這是Autrey所推崇的“小蘇打”，它對環(huán)境沒有影響。

只要適當(dāng)適度地調(diào)整壓力，碳酸氫鹽-甲酸鹽的循環(huán)就可以逆轉(zhuǎn)。這為水溶液提供了開關(guān)-可以交替儲存或釋放氫氣。

在“小蘇打”出現(xiàn)之前，PNNL的儲氫團(tuán)隊(duì)將乙醇視為液態(tài)有機(jī)氫載體，這是該行業(yè)存儲和運(yùn)輸介質(zhì)的總稱。同時，他們研發(fā)了釋放氫的催化劑。催化劑是經(jīng)過精心設(shè)計的?？梢怨?jié)能的方式加速化學(xué)鍵的生成和斷裂過程。

“看起來像水”的儲氫裝置

在儲氫研究領(lǐng)域，碳酸氫鹽-甲酸鹽循環(huán)已經(jīng)獲得了相當(dāng)長一段時間的關(guān)注。Autr表示，這個循環(huán)是建立在溫和的水儲存溶液上的，它“看起來像水”。可以用它來滅火。

研究人員仍必須研發(fā)甲酸-碳酸氫鹽儲存氫的經(jīng)濟(jì)可行的方案。該技術(shù)每立方米可儲存20千克氫，而液氫的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為每立方米70千克。

目前，PNNL團(tuán)隊(duì)正在使用鈀作為候選催化劑。研發(fā)人員正努力尋找使這種稀有金屬更穩(wěn)定、可重復(fù)使用和更長使用壽命的方法。

原標(biāo)題：SciTechDaily：利用小蘇打儲氫，釋放氫能潛力