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密歇根大学研究人员利用MOF材料存储大量氢 提高氢燃料电池能量密度

据外媒报道,研究人员都在致力于研发下一代电动汽车,而且已经遇到了研发锂离子电池的瓶颈。但是,密歇根大学(the University of Michigan)的一组研究人员却将具竞争力的电动汽车技术,氢燃料电池的性能推向了新高度。

燃料电池是一种零排放的能源,像电池和油箱的混合体,使用氢气作为燃料,利用氢氧之间的化学反应来发电,唯一的排放物是“水”。

该项技术的限制之一是无法存储足够数量的氢。密歇根大学的研究人员找到了一种方法,可以将更多氢塞进名为“金属-有机框架”(metal-organic frameworks)的小型存储结构中,从而提高电池能量密度,最终增长燃料电池汽车的预期续航里程。

金属-有机框架(MOF)是一种设计材料,由金属离子与有机分子耦合而成,具多孔特性,是最有前景的储氢方式之一。

密歇根大学研究人员收集了所有MOF上的信息,包括以前构建以及设想中的MOF,然后将信息收集到数据库中。随后,使用高吞吐量的计算机模拟来搜索结果数据库,寻找具有良好性能的数据,该数据库中包含近50万个MOF。目前已经确定有三个MOF超过了以往的氢存储记录,研究人员合成了此类材料用于电池,并展示了电池的性能。

该三个MOF分别名为SNU-70、UMCM-9和PCN-610/NU-100,每一个都超过2017年该研究团队认证了的另一个MOF,IRMOF-20的性能。

电动汽车设计人员一直在寻求通过减少汽车动力系统的尺寸来提高效率,密歇根大学研究人员表示,通过增加MOF材料吸附剂所存储的氢气数量,可减轻电动汽车设计人员在小尺寸电池中存储大量氢的压力。

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