用于安全、低压储存甲烷和氢气的高度多孔的新型材料

内容来源：優睿科

据研究人员报告，一种新型的铝基金属-有机骨架材料可实现甲烷和氢气的高性能重量和体积摄取和输送，使其成为用于车上安全有效存储更清洁替代燃料的理想候选材料。

2017年，美国的运输交通工具已经超过发电厂而成为该国最大的温室气体排放源；预计这一趋势还会持续。甲烷和氢气都是更清洁的潜在汽油替代品。虽然甲烷释放的二氧化碳比汽油少，但氢气常被称为“未来燃料”，因为氢燃料电池车的排放为零。

然而，在车中使用甲烷和氢气需要高压气体压缩，而这在美国能源部（DOE）近来所列的车载安全存储和输送的性能规范内很难实现。一般而言，车辆中甲烷和氢气的存储压力限于100 巴，从而大大减少了气体的储量。

然而，增加储气量而不增加储存压的一种方法是使用具有高体积和重量表面的高度多孔的吸附材料。用分子模拟为他们的设计提供信息，Chen Zhijie 和同事合成了超多孔性铝基金属有机框架：NU-1501-Al。据Chen等人披露，该材料对氢气和甲烷都表现出了引人瞩目的重量与体积储存性能。

该材料超越了DOE对甲烷所设的目标，其对氢气的可输送能力可达按重量计算的14％。Chen等人写道：“实验和分子模拟的结合显示，NU-1501在实际操作条件下对甲烷和氢气同时具有出色的重量摄取、体积摄取和输送能力，使这些材料成为一类新型、有希望的MOF吸附候选物；这些候选材料可用于储存和输送甲烷和氢气这些与碳中性能源系统有关的清洁能源载体。”