由40個硼原子構成的硼球
科學家成功打造出世界上第一顆全部由硼原子構成的“巴基球”(又名富勒烯、足球烯)。與碳基材料的巴基球不同,硼分子最終并沒有被塑造成標準的足球形狀。但這個由硼構成的新形態有望帶來新的納米材料,并可能在儲氫中發揮巨大作用。
Wang的研究團隊是在尋找由硼構成的石墨烯類似物時發現這一結構的。他們注意到由40個硼原子構成的原子團似乎具有異乎尋常的穩定性,但科學家并不知道這些原子團到底是以什么樣的形狀呈現的。進一步的計算和試驗揭示它們形成了兩種穩定結構:一種是一個幾乎扁平的分子;另一種則是由鑲嵌形狀組成的球狀中空結構,類似于碳基巴基球。
與碳基巴基球相比,除了擁有一個不太優雅的形狀之外,硼球還形成了一種不同類型的內在鍵。這使得它們很難作為單獨的“積木”加以使用——因為這些原子具有一種彼此相互作用的趨勢,但這種反應可能使硼巴基球更利于在鏈條中進行連接。這種特性同時使得硼球有能力與氫結合在一起——研究人員表示,這讓它們能夠用來儲存氫。
編輯視點:
隨著石油資源的日漸匱乏和生態環境的不斷惡化,尋找和發展新型能源為全世界所矚目。氫能被公認為人類未來的理想能源,有如下幾方面的原因:(1)氫燃燒釋能后的產物是水,是清潔能源;(2)氫可通過太陽能、風能等自然能分解水而再生,是可再生能源;(3)氫能具有較高的熱值,燃燒氫氣可產生1.25×106 kJ/kg熱量,相當于3 kg汽油或4.5 kg焦炭完全燃燒所產生的熱量;(4)氫資源豐富,氫可以通過分解水制得
在利用氫能的過程中,氫能的開發和利用涉及氫氣的制備、儲存、運輸和應用四大關鍵技術。氫的存儲是氫能應用的難題和關鍵技術之一。目前儲氫技術分為兩大類即物理法和化學法。前者主要包括液化儲氫、壓縮儲氫、碳質材料吸附、玻璃微球儲氫等;后者主要包括金屬氫化物儲氫、無機物儲氫、有機液態氫化物儲氫等。傳統的高壓氣瓶或以液態、固態儲氫都不經濟也不安全,而使用儲氫材料儲氫能很好地解決這些問題。目前所用的儲氫材料主要有合金、碳材料、有機液體以及絡合物等。
在吸附儲氫的材料中,碳質材料是最好的吸附劑,它對少數的氣體雜質不敏感,且可反復使用。碳質儲氫材料主要是高比表面積活性炭、石墨納米纖維(GNF)和碳納米管(CNT)。
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