固态能源前景看好
汽车氢燃料的储存方式，大有进展啰！
撰文╱艾胥利（Steven Ashley）
翻译／宋宜真
 
氢气补充站：未来要发展氢经济，一定会需要车上型的氢气压缩储存槽，以及氢气传送和补充的系统。

汽车驾驶总是希望车子在加满的状态下，至少可以飙完480公里。这可不是指燃油汽车，而是指未来以无污染的氢气为动力的汽车；不过，续航力不足是这种车目前最大的困难（参见2005年4月号〈氢燃料电池车干净上路〉）。尽管工程师已经费尽心思，却仍旧想不出一个好办法，能够将足够的氢气（全宇宙密度最低的物质）装载到车上。

一般压缩氢气储存槽所使用的方式，是将气体压缩使压力达到每平方公尺700万公斤重，或是冷却到将近-252℃使之液化，但这只能达到所需能量密度的一半，无法将整个气瓶充满。几年前，研究人员认为，可以在车上直接利用化学方法，从甲醇等液态碳氢化合物中释放出氢气，但结果并不成功。之后，尽管通用、丰田、BMW等汽车公司仍在进行长期的研究计画，却一直没再想出装载氢气的其他方法。不过最近出现了一丝曙光。通用汽车与在美国加州马利布的合作伙伴HRL实验室，发表了两种储存氢气的技术：低温吸附作用（cryoadsorption）以及去稳定的金属氢化错合物。

低温吸附作用所运用的方法，介于压缩和低温储存两种方法之间。通用汽车氢气储存研发的负责人史皮罗特（James Spearot）解释，低温吸附作用主要是让气体吸附在大片的材料表面。首先，工程师为了缩小气体的体积，先将气体冷却至液态氮的温度（-196℃），以便再冷却至液态氢的温度。史皮罗特说明：「接下来，再施以每平方公尺约70万3000公斤重的压力，将氢气强行灌入材料里各个细微的角落。」传统用来供气体吸附的大片材料，使用的是磨成粉状的活性碳，但其他合成的材料或许更可靠，例如多孔的聚合物，以及利用「有机金属分子笼」（包含着金属原子的碳氢化合物结构）所制作而成的材料。

通用汽车也着手改良金属氢化物（轻金属元素与氢的结合）。这种金属氢化物的粉末，在受热后会分解，释放出气体来。然而，温度还是要够高，因为金属原子会以键结力强的共价键抓住氢。近年来，研究人员已经制作出效能更佳的复合物，例如硼氢化锂，在这种金属氢化物中，金属原子与氢原子团（由数个氢原子组成）之间，是以较弱的离子键键结。

去年，由HRL的伐侯（John Vajo）所主导的团队，降低了分解物质所需的温度，方法是将矽添加到金属氢化错合物系统里，这种添加物的作用就如去稳定剂一般。HRL感应器暨材料实验室的领导人莫默达（Leslie Momoda）解释：「基本上，去稳定剂会取代氢气的位置，与金属结合在一起。」举例来说，以氢化镁当做硼氢化锂的去稳定剂，可以将释放气体所需的温度从400℃降到275℃。此外，氢化物的储氢量可达自身重量的9%，从过去的目标6.5%一下子提高许多。她希望HRL的工作人员最后可以找出一个最适合的化合物，具有足够的吸收能力，把释放出氢气的温度降到150℃，甚至更低。不过莫默达也承认，释放氢气的速率还是太慢了，以目前的材料而言，要补充燃料还得花上30分钟。

当然了，发展出实际可用的车上型氢气储存槽，只是构成氢经济成功的一半要素；另一半则有赖于大型的氢气传送、燃料补充的网络。庆幸的是，后者并不需要技术上的突破，只要钱够多就行了。

【本文出自科学人2005年7月号】

来自 http://sa.ylib.com/news/newss...No=714&CL=14