氫能社會
利用仿真手段研究儲氫材料釋氫機製
2026-04-11 11:48:13
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據fuel cell works報道：UC 聖巴巴拉市的科學家利用仿真模擬了鋁氫化物的微觀反應機製，改善了三氫化鋁的放氫性能。
三氫化鋁是一種很有希望的儲氫材料。研究人員利用電腦進行仿真模擬闡述了化學反應的基本機製：三(san)氫(qing)化(hua)鋁(lv)之(zhi)所(suo)以(yi)成(cheng)為(wei)最(zui)有(you)前(qian)途(tu)的(de)儲(chu)氫(qing)材(cai)料(liao)是(shi)因(yin)為(wei)結(jie)合(he)氫(qing)原(yuan)子(zi)的(de)能(neng)量(liang)比(bi)較(jiao)低(di)，釋(shi)放(fang)氫(qing)氣(qi)的(de)速(su)率(lv)比(bi)較(jiao)快(kuai)，同(tong)時(shi)，動(dong)力(li)學(xue)的(de)阻(zu)礙(ai)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)氫(qing)氣(qi)釋(shi)放(fang)的(de)速(su)率(lv)過(guo)快(kuai)。
他們還研究了從三氫化鋁中釋放氫氣的微觀機製。他們利用尖端的技術，采用計算考察單個氫原子擴散通過鋁氫化物的過程，發現此過程中會激發出氫空缺。氫qing空kong缺que在zai釋shi放fang氫qing氣qi過guo程cheng中zhong發fa揮hui重zhong要yao作zuo用yong，他ta們men可ke以yi保bao證zheng氫qing氣qi的de不bu斷duan擴kuo散san。如ru果guo每mei個ge位wei置zhi都dou有you一yi個ge原yuan子zi，則ze任ren何he一yi個ge原yuan子zi都dou不bu能neng移yi動dong。如ru果guo一yi個ge氫qing原yuan子zi失shi蹤zong，鄰近的氫原子則可以跳進 這位置，從而使運動的氫通過材料。科學家們從這些高度複雜的計算中提取出關鍵參數，並利用蒙特卡羅模擬模擬氫釋放，脫離集群的過程。
仿真的重要性在於可以確定限製擴散釋放速率的機製，這個結果看上去似乎與傳統研究的S曲線相矛盾，但是他們利li用yong測ce試shi考kao察cha仿fang真zhen模mo擬ni出chu的de曲qu線xian，發fa現xian兩liang者zhe是shi相xiang吻wen合he的de，這zhe樣yang更geng清qing楚chu地di顯xian示shi了le擴kuo散san點dian對dui反fan應ying的de影ying響xiang。這zhe種zhong概gai念nian延yan伸shen到dao儲chu氫qing材cai料liao的de應ying用yong上shang，更geng加jia可ke以yi確que定ding反fan應ying曲qu線xian中zhong各ge個ge點dian的de作zuo用yong以yi及ji如ru何he提ti高gao儲chu氫qing材cai料liao釋shi放fang氫qing的de速su率lv。
