美國(guó)科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)一種大有前途的新型儲(chǔ)氫材料。維吉尼亞大學(xué)研究人員利用納米重力計(jì)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，測(cè)量發(fā)現(xiàn)含鈦過(guò)渡金屬乙烯復(fù)合物可吸附高達(dá)12%重量比的氫氣，這一數(shù)據(jù)已大大高于美國(guó)能源部預(yù)定在2010年達(dá)到重量比為5.4%的儲(chǔ)氫能力目標(biāo)。研究結(jié)果發(fā)表在近期《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　低成本、高容量的儲(chǔ)氫介質(zhì)是未來(lái)氫燃料電池商業(yè)化必不可少的條件。雖然科學(xué)家在過(guò)去幾十年里已研究過(guò)各種各樣的材料，如碳納米管、氫籠形水合物(hydrogen-clathrate-hydrate)及其他納米材料，但尚未發(fā)現(xiàn)一種令人滿(mǎn)意的材料。

　　維吉尼亞大學(xué)科學(xué)家菲利普斯和西瓦拉姆研究開(kāi)發(fā)的過(guò)渡金屬乙烯復(fù)合物成為儲(chǔ)氫材料家族的最新成員。菲利普斯表示，一些理論認(rèn)為，如果將一個(gè)鈦原子用碳納米結(jié)構(gòu)隔離開(kāi)來(lái)，鈦可與3到5個(gè)氫分子產(chǎn)生弱鍵合。實(shí)驗(yàn)中，研究人員以鈦乙烯結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，理論預(yù)測(cè)鈦∶乙烯為1∶1時(shí)可達(dá)成12%重量比的儲(chǔ)氫能力，鈦∶乙烯為2∶1時(shí)則可達(dá)成14%重量比的儲(chǔ)氫能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之大致相符。

　　研究人員首先在乙烯氣體中蒸發(fā)鈦原子，鈦原子與乙烯結(jié)合后沉淀在表面聲波（SAW）質(zhì)量感應(yīng)器上。一旦沉積完成，研究人員將過(guò)剩乙烯從腔內(nèi)除去，然后通入氫氣。在整個(gè)過(guò)程中，科學(xué)家們用納米重力測(cè)定技術(shù)測(cè)量累積在感應(yīng)器上的氫氣量。由于SAW元件的共振頻率會(huì)隨著氫氣量的增加而降低，鈦乙烯復(fù)合物所吸收的氫氣量便可簡(jiǎn)單地通過(guò)測(cè)量頻率來(lái)精確測(cè)定。

　　研究人員相信，被隔離的過(guò)渡金屬可與氫分子產(chǎn)生比物理吸附強(qiáng)但比化學(xué)吸附弱的鍵合。這是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榇蟛糠治锢砦讲牧现辉诜浅５偷臏囟认虏拍軆?chǔ)氫，相比之下化學(xué)吸附材料在吸附過(guò)程中會(huì)游離出氫分子，這意味著這些材料須在高溫下才能和氫形成強(qiáng)鍵合。

　　研究人員指出，他們雖然已測(cè)量氫氣的吸附，但尚未了解它們是怎樣釋出氫的。研究小組計(jì)劃將目前研究的材料由毫微克往上增加，同?也希望能探究鈦在苯或其他環(huán)狀有機(jī)化合物氣體中的鍵合機(jī)制。