与西安交通大学张锦英教授团队合作
氢气具有易燃易爆、密度小、易扩散等特点,储存和运输非常难。现有的储氢方式主要有高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢等。其中,高压气态储氢是在高压下将氢气压缩,以高密度气态形式储存,其对容器质量要求高、容易造成氢气的泄露,安全性低;低温液态储氢是将氢气压缩后冷却至零下
252.65℃
以下,在绝热真空储存器中储存,其成本昂贵,经济性差导致适用范围小;这两种方法都必须使用笨重的罐体来承压或保温,造成了巨大的有效质量损失,导致总储氢密度大幅降低。
西安交通大学电气学院张锦英教授团队提出了一种微球剥离转移的办法,将石墨烯从不同石墨源材料中剥离转移到中间介质表面后并进一步转移到最终产物表面,通过控制滚动摩擦中微球和碳源之间的等效接触力,以控制石墨烯剥离的层数,可获得的石墨烯纳米片的平均层数为3.8±1.9层,且层数分布范围窄(6层内占比93%),每500ml的反应容器可获得了约70 mg石墨烯。
通过该方法可以将石墨烯平铺包覆在不同尺度的高密度高活性固态储氢材料界面处,隔离高活性材料与空气中水蒸气的相互作用,又可控制高活性材料与液体水的传质过程,从而实现高活性储氢材料的释氢动力学非催化调控。将界面均匀包覆了石墨烯的轻金属储氢材料粉末压制成不同形貌、不同颗粒的固态储氢材料,实现氢气的常温常压储运并能够实现储氢材料安全、可控、稳定释氢。避免了使用高压金属罐或者添加额外的保护装置来进行运输,极大地提高了材料便携性和系统储氢密度。
同时张锦英教授团队还克服了氢气低温释放的行业性难题,实现了石墨烯界面纳米阀固态储氢材料在-40-85℃宽温度范围稳定工作,并成功在50W、200W和1000W燃料电池系统上进行了不同载荷验证。
我们正在参与和张锦英教授团队的合作,希望能够将该固态储氢材料应用在我们的燃料电池无人机上,达到提高续航时间的效果。