納米葡萄藤儲存氫燃料

賴斯大學（Rice University）的研究人員已經確定

，有一種晶格，就是鈣裝飾的線型碳（carbyne）

，它很有潛力，儲存氫的水平很容易超過美國能源部（DOE）的目標，作為一種“綠色”替代燃料，用於汽車。 從(cong)發(fa)展(zhan)上(shang)看(kan)，納(na)米(mi)儲(chu)能(neng)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)加(jia)快(kuai)，近(jin)年(nian)來(lai)，跡(ji)象(xiang)很(hen)明(ming)顯(xian)，全(quan)世(shi)界(jie)實(shi)驗(yan)室(shi)都(dou)提(ti)出(chu)各(ge)種(zhong)途(tu)徑(jing)
，使(shi)用(yong)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)和(he)納(na)米(mi)帶(dai)作(zuo)為(wei)媒(mei)介(jie)。但(dan)是(shi)
，他(ta)們(men)考(kao)慮(lv)的(de)尺(chi)度(du)可(ke)能(neng)不(bu)夠(gou)小(xiao)
，這(zhe)是(shi)根(gen)據(ju)一(yi)項(xiang)新(xin)的(de)研(yan)究(jiu)所(suo)說(shuo)，這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)來(lai)自(zi)理(li)論(lun)物(wu)理(li)學(xue)家(jia)鮑(bao)裏(li)斯(si)•雅克布孫（Boris Yakobson）的實驗室
，發表於上周的在線期刊《納米快報》（Nano Letters）。雅克布孫是賴斯大學卡爾•胡塞爾門工程主席（Karl F. Hasselmann Chair in Engineering）
，也是材料科學、機械工程和化學教授。 碳炔（Carbyne）是一串碳原子鏈；這就是你會得到的，你能從石墨烯切片上拉下一根線體，從方式上看，就像從毛衣上拉下一條鬆散的線。“一根單原子碳杆（one-atom rod of carbon）已經是盡可能細了，比碳納米管更細
，”雅克布孫說。 線xian型xing碳tan被bei認ren為wei是shi一yi種zhong奇qi特te材cai料liao，但dan最zui近jin的de實shi驗yan表biao明ming
，它ta可ke以yi合he成cheng
，而er且qie穩wen定ding
，在zai室shi溫wen下xia，存cun儲chu基ji本ben上shang是shi有you益yi的de。這zhe是shi很hen重zhong要yao的de，雅ya克ke布bu孫sun說shuo，因yin為wei其qi他ta納na米mi尺chi度du的de材cai料liao，如ru碳tan納na米mi管guan、石墨烯甚至巴基球（buckyballs）
，都可以有效地進行氫的存儲，隻是條件太冷。 正是鈣可以做為餌料，使室溫存儲可適用於線型碳。形成晶格後，線型碳單獨而言，理論上可存儲大約相當於其重量50%的氫
，遠高於6.5%的容量目標，這一目標是美國能源部2015年設定的。但是，這種弱鍵合起作用

，隻能是在非常低的溫度下，雅克布孫說。 加上鈣就不是這樣。它使晶格在吸收氫時

，鍵能（binding energy）huiyouliyuyouxiaodeshiwenkenichucun。youyugaiyuanzibuchengchuan，tamendefenbujiuhuiyanzhetanquelianjinxing

，jiuxiangputaojiezaitengmanshang，erqiemeigegaiyuanzihuijieheduoda6個氫原子；這會賦予這一網絡一種潛在的存儲容量
，大約相當於8%的自身重量。 因為這種單原子鏈支架明亮通風，就會有更多的空間讓氫聚集。 雅克布孫和他的同事提出一些可擴展戰略，進行實際的氫儲存。有一種類似所謂的金屬有機框架（metal organic frames）
，就是最近雅克布孫的實驗室研究的
，是一種金剛石狀的晶格，可以使5個氫原子吸附在一個鈣原子上；碳原子數在每個鏈上都會決定總體容量。 另一種策略是，他們建議，從石墨烯上拉下鈣裝飾的原子鏈，這可作為一種框架

，形成陣列。 雅克布孫表示，很難估計什麼時候這些或其他一些轉變會發生。“danshi，wohenleguan。congzheyililungainiankan，genjuxianxingtanhechengdeshiyanzhengju，yijiyanjiuguodeyoujijinshukuangjiajiegou
，kenengxuyaoliangzhisannianlaixingchengxianxingtanwangluo，bingyaoshuo
，xuyaoyidaoliangnianlaitiaozhenggaifuji（calcium enrichment），這樣獲得的材料就具有良好的性能，可吸附氫，”他說。“因此，過三到五年，就可以有一個工業樣品，然後擴大規模。也就是說，這需要緊張的工作，也需要一些運氣。”