鋰電網(wǎng)訊：據(jù)報(bào)道，歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)——夫瑯和費(fèi)協(xié)會(huì)（Fraunhofer Society）的科學(xué)家提出了一種基于鎂的“Powerpaste”，它能以鋰電池10倍的密度存儲(chǔ)氫能量，為氫燃料電池汽車提供了比汽油動(dòng)力汽車更長(zhǎng)的續(xù)航距離，而且在幾分鐘內(nèi)就能完成補(bǔ)充燃料。該協(xié)會(huì)位于德國(guó)德累斯頓的一個(gè)研究所提出了一種有趣的儲(chǔ)存和攜帶氫能的新方法，這種方法是一種基于鎂氫化物的“Powerpaste”，它可以將氫以化學(xué)形式儲(chǔ)存在大氣壓下，在需要時(shí)隨時(shí)釋放。
通常情況下，氫燃料電池汽車以氣體形式攜帶氫氣，并儲(chǔ)存在壓力約為700bar（相當(dāng)于700個(gè)大氣壓）的油箱中。這些儲(chǔ)罐又大又重，這抵消了氫相對(duì)于當(dāng)今鋰電池的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)——更高的能量密度。高壓也使得氫燃料在摩托車和小型摩托車等動(dòng)力兩輪車上的應(yīng)用，成為一種不現(xiàn)實(shí)的選擇。
為了生產(chǎn)這種糊狀物，鎂和氫在大約350°C（662°F）的溫度，以及五至六倍的大氣壓下結(jié)合，形成氫氧化鎂。然后，再加入酯類和金屬鹽來(lái)完成這一過(guò)程，并形成一種可以裝入墨盒的、粘稠的灰色糊狀物。在Powerpaste形式下，它在高達(dá)250°C（482°F）的溫度下也都是完全穩(wěn)定的。它攜帶的能量是同等重量的鋰電池的10倍，大大超過(guò)了同等重量的700bar氫儲(chǔ)罐。研究人員說(shuō)，使用Powerpaste動(dòng)力系統(tǒng)的汽車的續(xù)航里程預(yù)計(jì)可以“與汽油媲美，甚至超過(guò)汽油。”當(dāng)需要釋放能量時(shí)，一個(gè)柱塞裝置會(huì)把糊狀物擠壓到一個(gè)腔體中，在那里，糊狀物與水發(fā)生反應(yīng)，以動(dòng)態(tài)控制的速度釋放氫，然后為燃料電池提供能量，從而為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)或其他設(shè)備提供動(dòng)力。這種糊狀物令人印象深刻的能量密度部分來(lái)自于這樣一個(gè)事實(shí)：它釋放的氫有一半來(lái)自與它反應(yīng)的水。
該研究小組還提到，可以將Powerpaste用于大型無(wú)人機(jī)，大幅提升它們的飛行時(shí)間和續(xù)航能力，或者用于便攜式電器，比如糊狀供電的野營(yíng)烤面包機(jī)或水壺等。該團(tuán)隊(duì)表示，這種粘稠的糊狀物可以通過(guò)“相對(duì)便宜的設(shè)備”，以標(biāo)準(zhǔn)的灌裝線來(lái)供應(yīng)。
從邏輯上講，這種物質(zhì)的運(yùn)輸似乎比一般的氣態(tài)氫（當(dāng)然也包括液態(tài)）簡(jiǎn)單得多。它可以裝在油桶里用卡車或油罐車運(yùn)來(lái)運(yùn)去，或多或少地放在任何地方都不會(huì)有危險(xiǎn)。該研究所正在自己的工廠里建設(shè)一個(gè)Powerpaste生產(chǎn)廠，將于今年晚些時(shí)候投入使用，每年可生產(chǎn)4噸糊狀物用于試點(diǎn)項(xiàng)目和行業(yè)評(píng)估。它還在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試臺(tái)上安裝了一臺(tái)發(fā)電機(jī)，并在運(yùn)行。
不過(guò)，問(wèn)題仍然存在。鎂在膏體消耗后會(huì)發(fā)生什么變化？它會(huì)被回收到生產(chǎn)過(guò)程中嗎？上面引用的能量密度數(shù)字是否考慮了整個(gè)系統(tǒng)的需求，還是僅僅考慮了燃料儲(chǔ)存？考慮到燃料電池會(huì)產(chǎn)生水這個(gè)副產(chǎn)品，在給定的能量下，它需要使用多少水，填充時(shí)需要添加多少水？也許最重要的是，制造這種糊狀物的過(guò)程是否節(jié)能？要知道，在燃料電池系統(tǒng)中，外界反對(duì)清潔氫的一個(gè)污點(diǎn)是其對(duì)清潔能源的利用效率低的可怕。將清潔能源儲(chǔ)存在電池中，你會(huì)在車輪上得到90%以上的回饋。把它儲(chǔ)存在氫氣中，你就會(huì)在沿途的損耗過(guò)程中燒掉至少一半的能量。此外，Powerpaste的生產(chǎn)需要熱量、壓力和工業(yè)過(guò)程，所有這些都需要消耗能源，再加上儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)呢?cái)務(wù)和能源成本，相比之下，氣態(tài)氫看起來(lái)象是一個(gè)成本更為低廉的能源來(lái)源。
