海绵状晶体使天然气汽车更易储存燃料

一种新的甲烷存储材料可以加速天然气驱动汽车的采用过程。

照片来源:immunerlabs

作为一种替代的汽车燃料，天然气或甲烷还没有得到太多的关注。世界上有数百万辆以天然气为动力的环保汽车在行驶，但它们仍然只占新车销量的一小部分。部分原因是这种车辆需要大型且昂贵的高压油箱来储存足够的燃料以满足驾驶员的需求。现在，研究人员开发了一种新材料，可以在低压下储存大量甲烷。如果他们能解释如何大量生产这种材料，这项研究可能会加速大容量燃料箱的发展，并促进天然气驱动汽车的广泛使用。

作为高压罐的替代品，研究人员创造了各种海绵状多孔晶体材料。它们能在中等压力下吸收甲烷，并在压力降低时释放出来。一种这样的材料是由有机基团连接的金属原子组成的金属有机框架(MOF)。其中，最好的吸附剂是1999年由中国香港的研究人员研制的名为HKUST-1的多孔材料。研究证明，每立方厘米的吸附剂可以储存180立方厘米的甲烷气体。这还不错，但仍低于美国能源部设定的目标体积比(V/V)-263。

今天，能源部的目标就在眼前。由英国剑桥大学化学家大卫·费尔恩-希门尼斯领导的研究人员提出了一种简单的方法来使HKUST 1号密度更大，v/v增加到259，从而第一次基本上接近了能源部的目标。

"一切都始于实验室里一个博士生犯的一个错误。"费伦-希门尼斯说。该团队正在尝试各种配方，以将HKUST-1变成溶胶凝胶。博士生田甜将一批HKUST-1粒子悬浮在乙醇溶液中，然后将溶液放入离心机中“驱”出大部分溶剂。后来，他计划在微波炉中烘干容器，但不小心有一个瓶子掉到了真空罩下，在那里呆了一夜。这使得乙醇蒸发缓慢，这是关键。第二天早上，田意识到他留下的是高密度的-1材料。对配方的一些调整使得研究人员能够生产出迄今为止最好的甲烷储存吸附剂。该小组在最近出版的《自然材料》杂志上报道了这一结果。(慢慢地)