納米級碳”葡萄藤”或成為良好儲氫材料

　　據http://www.rdmag.com/網站報道
，萊斯大學的研究人員已經證明，經鈣修飾後的線型碳具有潛在的儲氫能力，氫可以像“葡萄”果實一樣緊密結合在“葡萄藤”之上
，輕鬆實現美國能源部製定的儲氫材料儲存能力目標。

　　線型碳材料儲氫方式示意圖

　　使(shi)用(yong)納(na)米(mi)級(ji)材(cai)料(liao)儲(chu)氫(qing)近(jin)年(nian)來(lai)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)關(guan)注(zhu)
，世(shi)界(jie)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)許(xu)多(duo)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)都(dou)提(ti)議(yi)使(shi)用(yong)各(ge)種(zhong)納(na)米(mi)管(guan)及(ji)線(xian)型(xing)碳(tan)作(zuo)為(wei)儲(chu)氫(qing)材(cai)料(liao)。但(dan)是(shi)
，萊(lai)斯(si)大(da)學(xue)的(de)物(wu)理(li)學(xue)家(jia)BorisYakobson的最新研究表明
，這些材料都沒有小到一定的程度，因此儲氫能力一般
，其研究論文已經發表於NanoLetters之上。

　　線(xian)型(xing)碳(tan)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)一(yi)種(zhong)十(shi)分(fen)特(te)殊(shu)的(de)材(cai)料(liao)，由(you)碳(tan)原(yuan)子(zi)組(zu)成(cheng)的(de)鏈(lian)狀(zhuang)結(jie)構(gou)，並(bing)且(qie)這(zhe)種(zhong)單(dan)原(yuan)子(zi)鏈(lian)狀(zhuang)線(xian)型(xing)碳(tan)可(ke)以(yi)無(wu)限(xian)變(bian)小(xiao)，甚(shen)至(zhi)比(bi)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)要(yao)薄(bo)得(de)多(duo)。最(zui)近(jin)的(de)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)它(ta)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)人(ren)工(gong)合(he)成(cheng)，並(bing)且(qie)在(zai)室(shi)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)十(shi)分(fen)穩(wen)定(ding)，因(yin)此(ci)具(ju)有(you)潛(qian)在(zai)的(de)儲(chu)氫(qing)能(neng)力(li)。雖(sui)然(ran)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)
、石墨烯以及巴克球一類的材料都可以高效的儲氫，但是其儲存條件十分苛刻要求很低的溫度。

　　在線型碳材料中添加鈣原子可以保證材料能夠在室溫條件下正常高效儲氫。加工製成晶體之後，在理論上線型碳可以儲存自身重量50%的氫
，遠遠超過了美國能源部規定的2015年儲氫材料要達到6.5%儲氫量這一目標。

　　添(tian)加(jia)鈣(gai)之(zhi)後(hou)，晶(jing)體(ti)材(cai)料(liao)能(neng)夠(gou)以(yi)鍵(jian)能(neng)在(zai)室(shi)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia)結(jie)合(he)氫(qing)。因(yin)為(wei)鈣(gai)原(yuan)子(zi)並(bing)不(bu)會(hui)形(xing)成(cheng)群(qun)聚(ju)，因(yin)此(ci)它(ta)們(men)能(neng)夠(gou)沿(yan)著(zhe)線(xian)型(xing)碳(tan)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)，每(mei)個(ge)鈣(gai)原(yuan)子(zi)可(ke)以(yi)結(jie)合(he)6個氫原子。由於單原子鏈狀支架結構十分的輕盈並且間隙很大
，因此可以結合更多的氫。

　　Yakobson及其同事還對其它可供儲氫使用的材料進行了研究。其中有一種類似於鑽石的金屬有機物晶體，材料內的鈣原子可以結合5個氫原子。每個單鏈結構上的碳原子數目將決定其總體儲氫能力。另外還可以用鈣修飾石墨烯中的原子鏈，形成儲氫框架。

　　據Yakobson稱(cheng)
，現(xian)在(zai)還(hai)很(hen)難(nan)估(gu)計(ji)上(shang)述(shu)這(zhe)些(xie)研(yan)究(jiu)或(huo)其(qi)它(ta)發(fa)現(xian)是(shi)否(fou)能(neng)夠(gou)成(cheng)為(wei)現(xian)實(shi)，基(ji)於(yu)現(xian)有(you)的(de)理(li)論(lun)概(gai)念(nian)再(zai)結(jie)合(he)實(shi)驗(yan)經(jing)驗(yan)合(he)成(cheng)線(xian)型(xing)碳(tan)以(yi)及(ji)金(jin)屬(shu)有(you)機(ji)物(wu)框(kuang)架(jia)結(jie)構(gou)，之(zhi)後(hou)花(hua)費(fei)2-3年時間製造線型碳網絡結構，然後再花費1-2年時間增加線型碳結構中的鈣原子數量，以此獲得高效的儲氫材料。因此在今後的3-5年時間內可以推出這種儲氫材料的工業樣品然後將其批量生產。