科學家將氫基燃料裝入“灰色糊狀物” 能量密度10倍於鋰電池

財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，據報道，歐洲最大的應用科學研究機構——夫琅和費協會（Fraunhofer Society）的科學家提出了一種基於鎂的“Powerpaste”，它能以鋰電池10倍的密度存儲氫能量，為氫燃料電池汽車提供了比汽油動力汽車更長的續航距離，而且在幾分鐘內就能完成補充燃料。

通常情況下，氫燃料電池汽車以氣體形式攜帶氫氣，並儲存在壓力約為700bar（相當於700個大氣壓）的油箱中。這些儲罐又大又重，這抵消了氫相對於當今鋰電池的一個關鍵優勢——更高的能量密度。高壓也使得氫燃料在摩托車和小型摩托車等動力兩輪車上的應用，成為一種不現實的選擇。

不過，此次該協會位於德國德累斯頓的一個研究所提出了一種有趣的儲存和攜帶氫能的新方法，這種方法是一種基於鎂氫化物的“Powerpaste”，它可以將氫以化學形式儲存在大氣壓下，在需要時隨時釋放。

為了生產這種糊狀物，鎂和氫在大約350°C（662°F）的温度，以及五至六倍的大氣壓下結合，形成氫氧化鎂。然後，再加入酯類和金屬鹽來完成這一過程，並形成一種可以裝入墨盒的、粘稠的灰色糊狀物。

在Powerpaste形式下，它在高達250°C（482°F）的温度下也都是完全穩定的。它攜帶的能量是同等重量的鋰電池的10倍，大大超過了同等重量的700bar氫儲罐。研究人員説，使用Powerpaste動力系統的汽車的續航里程預計可以“與汽油媲美，甚至超過汽油。”

當需要釋放能量時，一個柱塞裝置會把糊狀物擠壓到一個腔體中，在那裏，糊狀物與水發生反應，以動態控制的速度釋放氫，然後為燃料電池提供能量，從而為電動汽車動力系統或其他設備提供動力。這種糊狀物令人印象深刻的能量密度部分來自於這樣一個事實：它釋放的氫有一半來自與它反應的水。

該研究小組還提到，可以將Powerpaste用於大型無人機，大幅提升它們的飛行時間和續航能力，或者用於便攜式電器，比如糊狀供電的野營烤麪包機或水壺等。該團隊表示，這種粘稠的糊狀物可以通過“相對便宜的設備”，以標準的灌裝線來供應。

從邏輯上講，這種物質的運輸似乎比一般的氣態氫（當然也包括液態）簡單得多。它可以裝在油桶裏用卡車或油罐車運來運去，或多或少地放在任何地方都不會有危險。該研究所正在自己的工廠裏建設一個Powerpaste生產廠，將於今年晚些時候投入使用，每年可生產4噸糊狀物用於試點項目和行業評估。它還在實驗室的測試台上安裝了一台發電機，並在運行。

不過，問題仍然存在。鎂在膏體消耗後會發生什麼變化？它會被回收到生產過程中嗎？上面引用的能量密度數字是否考慮了整個系統的需求，還是僅僅考慮了燃料儲存？考慮到燃料電池會產生水這個副產品，在給定的能量下，它需要使用多少水，填充時需要添加多少水？

也許最重要的是，製造這種糊狀物的過程是否節能？要知道，在燃料電池系統中，外界反對清潔氫的一個污點是其對清潔能源的利用效率低的可怕。將清潔能源儲存在電池中，你會在車輪上得到90%以上的回饋。把它儲存在氫氣中，你就會在沿途的損耗過程中燒掉至少一半的能量。

此外，Powerpaste的生產需要熱量、壓力和工業過程，所有這些都需要消耗能源，再加上儲存和運輸的財務和能源成本，相比之下，氣態氫看起來象是一個成本更為低廉的能源來源。