科學家将氫基燃料裝入“灰色糊狀物” 能量密度10倍于锂電池

　　據報道，歐洲的應用科學研究機構弗勞恩霍夫學會(FraunhoferSociety)的科學家提出了一種鎂基“動力電池”(Powerpaste)，它可以儲存密度為锂電池10倍的氫能，為氫燃料電池汽車提供了比汽油動力汽車更長的續航裡程，并且可以在幾分鐘内補充燃料。

　　一般來說，氫燃料電池汽車以氣體的形式攜帶氫，并将其儲存在壓力約為700巴(相當于700個大氣壓)的油箱中。這些罐又大又重，這抵消了氫相對于當今锂電池的一個關鍵優勢——更高的能量密度。高壓也使得氫燃料在摩托車、踏闆車等動力兩輪車中的應用成為不切實際的選擇。

　　然而，該協會在德國德累斯頓的一個研究所提出了一種有趣的儲存和運輸氫能的新方法。這種方法是一種基于氫化鎂的“動力電池”，它可以在大氣壓下以化學形式儲存氫氣，并在需要時随時釋放氫氣。

　　為了生産這種糊狀物，鎂和氫在大約350℃(662℉)的溫度和五到六倍的大氣壓下結合形成氫氧化鎂。然後，加入酯和金屬鹽完成該過程，形成可以裝入墨盒的厚灰色糊狀物。

　　在Powerpaste的形式中，它在高達250℃(482℉)的溫度下完全穩定。它攜帶的能量是同等重量锂電池的10倍，大大超過了同等重量的700bar儲氫罐。研究人員表示，使用Powerpaste動力系統的汽車的續航裡程預計将“與汽油相當，甚至超過汽油”。

　　當需要釋放能量時，柱塞裝置會将糊狀物擠壓到空腔中，糊狀物在空腔中與水反應，以動态控制的速度釋放氫氣，然後為燃料電池提供能量，從而為電動汽車或其他設備的動力系統提供動力。這種糊狀物令人印象深刻的能量密度的一部分來自于這樣一個事實，即它釋放的一半氫來自于它與之反應的水。

　　研究小組還提到，Powerpaste可以用于大型無人機，大大提高其飛行時間和續航能力，也可以用于便攜式電器，如野營烤面包機或漿糊供電的水壺。該團隊表示，這種粘性糊狀物可以通過“相對便宜的設備”由标準灌裝生産線供應。

　　從邏輯上講，這種物質的輸送似乎比一般的氣态氫(包括液态)簡單得多。它可以用卡車或油罐車裝在油桶裡運輸，放在任何地方都不危險。該研究所正在自己的工廠裡建造一個Powerpaste生産工廠，将于今年晚些時候投入使用，每年可以生産4噸糊狀物，用于試點項目和行業評估。它還在實驗室的測試台上安裝了一台發電機，并正在運行。

　　但是，問題依然存在。鎂糊消耗完之後會怎麼樣?會不會回收到生産過程中?上面引用的能量密度數字是考慮了整個系統的需求，還是隻考慮了燃料儲存?考慮到燃料電池會産生水作為副産品，在給定的能量下，需要用多少水，充水時需要加多少水?

　　或許最重要的是，這種糊的制作過程節能嗎?要知道，在燃料電池系統中，外界反對清潔氫的污點之一，就是它對清潔能源的利用效率低得可怕。把清潔能源儲存在電池裡，你會得到90%以上的車輪反饋。通過将它儲存在氫氣中，你将燃燒掉至少一半的能量。

　　此外，Powerpaste的生産需要熱量、壓力和工業流程，這些都需要消耗能源。除了儲存和運輸的财務和能源成本之外，氣态氫似乎是一種更便宜的能源。