财联社上海7月19日讯（编辑 黄君芝）据报道，来自澳大利亚迪肯大学的研究小组近期在气体分离和储存方面取得了重大突破。他们称，这将从根本上减少石化行业的能源消耗，同时使氢气更容易、更安全地以粉末形式存储和运输。


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该研究小组声称，他们已经发现了一种超级高效的方法，可以利用“机械化学”的工艺将气体捕获并保存在粉末中，这项成果可能会产生巨大而广泛的工业影响。该研究成果已于近期发表在了《今日材料》杂志上。

机械化学是一个相对较新的术语，指的是机械加工和化学反应在分子水平的结合，包括机械粉碎、机械压力作用下的化学反应、摩擦、机械降解聚合物、空穴效应和超声波物理化学等等。与普通热化学反应不同，其反应的动力是机械能而非热能，因而反应无须高温、高压等苛刻条件即可完成。

该团队已经证明，可以利用机械化学反应将气体被吸收到粉末中并存储在那里，从而得到一种固态存储介质。这样就可以安全地将气体保存在室温下，直到它们被需要。通过将粉末加热到一定程度，气体可以再次被释放出来。

此外，这一过程是可重复的。该研究论文合著者Ian Chen教授表示，在首次实验中使用的氮化硼粉末在每次存储和释放周期中大约只会损失“百分之几”的吸收能力。

他说，“氮化硼非常稳定。石墨烯也是。我们还在寻找一种修复方法来清洁粉末，恢复它们的吸收水平。”

氮化硼易于获取，而且价格也相对便宜，是一个不错的选择。但研究人员指出，这项技术也同样适用于其他材料。Chen说，“我们并不局限于氮化硼。我们只是把它作为一个例子。举另一个例子，你也可以使用石墨烯，我们正在继续研究其他材料。”

潜在应用

通过安全地将气体存储在粉末中，该团队认为，它开启了一种令人信服的存储和运输氢的方式，这可能在未来的清洁能源转型中发挥关键作用。目前，纯氢要么以气体的形式储存，要么以低温液体的形式储存。

据了解，气态氢必须储存在海平面正常大气压的700倍左右，或超过10100 PSI的压力下，这意味着需要相当大的能量输入来压缩它，对储罐的要求也因此很高。而液态氢则必须在大气压力下冷却到低于氢的沸点（−252.87°C）才能储存。

“科学界一直在努力寻找一种合适的材料来储存氢，”Chen说。“而我们的最新技术就再合适不过了。它不需要很多能量，而且很安全。在正常情况下，它是相当稳定的，除非加热到几百度，否则氢气不会释放出来。因此，这是一个真正实用的固态存储技术，不仅用于氢气，也可用于氨和其他燃料气体。”

虽然将粉末加热到几百度听起来像是一个能源密集型的过程，但Chen说，从气体到粉末再到气体的来回过程所消耗的能源比压缩气体要少得多。

“很难给出确切的数字，”他说，“我们目前只进行了小规模的实验。但我们相信它所消耗的能量可能是压缩氢气所需能量的三分之一，甚至四分之一。”

此外，研究人员称，这种粉末还可能成为汽车和卡车的直接燃料。当然这还需要进一步的研究。但显然，这一进展具有一些潜在的巨大影响，可以大大有助于减少能源使用、帮助减排及绿色能源转型，甚至降低燃料和化学品的价格。

关键词： 机械化学 研究人员 存储技术