一种新型储氢材料：“纳米刀片”

据RPI网站报道：美国伦斯勒理工学院的科学家正致力于一种称作“纳米刀片”的纳米储氢材料的研究，测试发现，与同类材料相比，其在较低的温度下能够极快速地存放氢，并且该过程是可逆的。这种材料有望用在车载储氢系统上。这一发现2011年9月份发表在The International Journal of Hydrogen Energy上，题目是Low-temperature cycling of hydrogenation-dehydrogenation of Pd-decorated Mg nanoblades”。

未进行循环充放氢前的“纳米刀片”SEM图

进过15次循环充放氢后的“纳米刀片”SEM图

该研究团队2007年开创了这种镁基“纳米刀片”。与三维纳米线材料不同，这种材料是不对称的，其在一个方向非常薄而在另一个方向很宽，这样一来其表面积很大。在不同的片之间其伸出有1微米。正是每一纳米片超薄、超大的面积特征以及片与片之间的空间，使得这种材料适合用于储氢。 科研人员采用斜角气相沉积的方法合成这种材料：将镁蒸发，让其以一定的斜角长在载体上，然后在表面修饰上金属催化剂-钯用来捕捉及存储氢。 科研人员进一步测试了这种材料的储氢性能。实验发现，其在340K（大约67度）的温度下开始放氢，当温度缓缓升至373K（100度）时，在20分钟内该种材料可以释放出其存储的所有氢。同时，研究人员还发现，这种材料可以循环充放氢。通过相关测试，其可以循环充放氢次数超过10次，这一点对于实际应用来说至关重要。 通过对该材料的表征（反射高能电子衍射）发现，随着时间的推进，催化剂开始中毒，镁与氧发生反应。氧化过程使得材料的储氢性能衰退，同时材料发生形态及化学变化。针对此，科研人员下一步的工作是通过采用不同的催化剂及高分子保护层提高其性能，提高其循环充放氢次数。