低压储氢技术研究-比较好的储存氢气的方法!
低压储氢技术是目前最可行的一种方法,科学家发现,因为氢原子只有一个质子与一个电子,所以氢原子很小,某些金属固体(M)的原子与原子之间空隙很大,氢原子可以塞入这些空隙,形成很稳定的“金属氢化物(MH)”,我们称这种现象为“储氢”,而能够储氢的金属称为“储氢合金”,通常都是粉末状的合金材料。使用储氢合金最大的好处是它的平衡压力小于10大气压,比一般高压氢气钢瓶的100大气压小了很多,显然比较安全,而且就算充填储氢合金粉末的钢瓶破裂或管线漏气,储氢合金内的氢气会慢慢地释放出来,而不会一下子衝出来,所以非常安全。
能够储氢的金属可能是单一元素,例如:镁、钛、钒、镧、铁、钴、镍等;也可能是好几种元素混合在一起的合金,例如:AB5系列(镧镍合金LaNi5),AB2系列(锆锰合金ZrMn2),A2B系列(镁镍合金Mg2Ni)、AB系列(钛铁合金TiFe)。科学家发现不同的储氢合金可以储存不同重量百分比的氢气,其中AB5系列(镧镍合金LaNi5)的储氢量最大,可以储氢的重量百分比大约3%(100公克的镧镍合金可以储存3公克的氢气),美国能源部研究发现,储氢合金可以储氢的重量百分比必须大于6%以上才有商业价值,如果重量百分比太低,则能够储存的氢气太少,结果大部分的重量都是储氢合金与钢瓶,在使用燃料电池做为动力的汽车上放一个那么重的储氢合金钢瓶,结果储存的氢气却很少,不是很没有效率吗?
虽然使用储氢合金来储存与运送氢气比较安全,但是其中储氢量最大的AB5系列(镧镍合金LaNi5)的储氢重量百分比也只有大约3%而已,与6%仍然有很大的差距;再加上储氢合金大部分都含有贵重或稀有金属(例如:镧),所以价格不低,而在所有的储氢合金中价格比较低的是AB系列(钛铁合金TiFe),可惜它的储氢重量百分比只有大约1%而已,显然目前要大量使用在商业上仍然很困难。
值得注意的是,1997年科学家使用纳米碳管来储氢,发现储氢量高达10%以上,引发全球另一波纳米科技的研究热潮,在室温下纳米碳管储氢的重量百分比其实都低于6%,再加上纳米碳管成本太高,要应用在一般商品上极为困难,显然未来还有一段很长的路要走。