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海绵状水晶可以让天然气动力汽车更容易储存燃料

2019-10-10     来源:秒速牛牛玩法         内容标签:海绵状,水晶,可以,让,天然,气动力,汽车,作为,

导读:作为替代汽车燃料,天然气或甲烷,并没有得到很多关注。数百万环保,天然气动力汽车在世界各地的道路上巡航,但它们仍占新出售汽车的一小部分。部分原因是因为它们需要笨重且

作为替代汽车燃料,天然气或甲烷,并没有得到很多关注。数百万环保,天然气动力汽车在世界各地的道路上巡航,但它们仍占新出售汽车的一小部分。部分原因是因为它们需要笨重且昂贵的高压储罐来储存足够的化石燃料以满足驾驶员的需求。现在,研究人员已经提出了一种能够在低压下储存大量甲烷的新材料。如果他们能够弄清楚如何制造大量的东西,这些材料可能会激发大容量储气罐的发展,推动天然气动力汽车的广泛应用。

天然气有一定的好处作为燃料。在富含石油的地质构造中,地下丰富,通常比同等数量的能量的汽油成本低。在每英里的旅行中,甲烷产生的气候变暖二氧化碳比汽油和柴油少三分之一。但天然气也有一个很大的缺点:它比液体汽油密度低得多,因此占用的空间更大。在环境温度和压力下,一升汽油含有与1000升天然气一样多的能量。通过将气体压缩到大约250倍大气压或250巴,燃料供应商减少了巨大的体积。但是含有高压气体需要专门的油箱,需要花费数千美元,而且仍然会占据汽车后备箱的大部分。

作为高压油箱的替代品,研究人员创造了多种多孔油箱。,海绵状结晶材料,可在适度压力下吸收甲烷,然后在压力降低时释放甲烷。一个这样的家族是称为金属有机框架(MOF)的材料,其由通过有机连接体连接的金属原子组成。其中最好的吸收剂之一是由中国香港秒速牛牛计划的研究人员在1999年创建的MOF,称为HKUST-1。已经表明,每立方厘米吸收剂储存180立方厘米的气态甲烷。这还不错,但它仍然远远低于美国能源部(DOE)设定的目标体积与体积比(或v/v)263,相当于将天然气压缩到250bar时的25°C。

现在,美国能源部的目标即将到来。由英国坎布里奇大学的化学家DavidFairen-Jimenez领导的研究人员提出了一种简单的方法,使HKUST-1更加密集,并将其v/v增加到259,这基本上是首次符合DOE目标。“一切都是从博士之一的错误开始的。实验室的学生,“Fairen-Jimenez说。他解释说,该小组正在尝试不同的配方,将它们的HKUST-1(通常是微小的结晶颗粒粉末)转换成溶胶-凝胶,这些颗粒的连续网络。Fairen-Jimenez的学生TianTian在乙醇溶液中悬浮了一批HKUST-1颗粒,并将溶液放入离心机中以驱除大部分溶剂。然后他计划将小瓶放入烤箱中晾干,但不小心将一个小瓶放在真空罩下过夜。这使得乙醇慢慢蒸发掉,这才是关键。第二天早上,田意识到他留下了高密度的HKUST-1材料。该组织今天在NatureMaterials上报告说,对配方进行了一些进一步的调整,使它们成为迄今为止最好的甲烷储存吸收剂。

简单的方法“非常聪明”,化学家和MOF的OmarYaghi说。加州大学伯克利分校的专家。他指出,新材料可以采用不同的形状,因此气罐制造商可以用它来取代传统的矩形罐体,这样可以更好地利用汽车有限的存储容量。Yaghi表示,研究人员还有很长的路要走,才能为装配线做好准备。“他们需要让他们的[材料]变得更大。”

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