2004年7月26日
美国能源部的科学家布鲁克黑文国家实验室和新泽西理工学院已经采取了步骤，以了解钛合金如何与氢存储材料反应，以催化氢的释放和重新吸收。他们的结果出现在2004年7月19日的应用物理信函中，可以帮助科学家学习相似的催化剂如何工作，改善其性能，并可能为氢燃料电池开发更有效的储存材料。亚博网站下载
在1990年代后期，科学家们发现，添加或“掺杂”，少量钛到铝氢化钠（一种氢储存化合物（也称为Alanate））使其可以可逆地释放并重新释放氢。从某种意义上说，钛的作用像分子“钥匙”，这是一种至关重要的成分，可促进吸收氢，并使反应更快地进行。然而，到目前为止，这种反应的性质尚未得到很好的理解。
“We found that the titanium resides on the surface of sodium alanate as a titanium aluminum compound called titanium aluminide, rather than entering the bulk material and replacing other atoms or occupying empty spots within the lattice,” said the study’s lead author, Brookhaven physicist Jason Graetz.
为了发现他们的发现，Graetz和他的合作者首先通过使用行星磨坊机械混合氯化钛和乙酸钠来准备两个钛掺杂的样品，这是一种使用大理石尺寸的金属球将物质一起磨碎的设备。然后，他们从每个掺杂样品（总共六个）中准备了两个样品：一个脱水样品（不含吸收的氢）和一个水文样品。通过与两种类型的合作，研究人员能够在吸收氢之前和之后研究钛的性质。这给了他们另一种方法来确定钛在反应中的作用。
该小组在Brookhaven的全国同步加速器光源上探测了带有高能量X射线的样品，该设施可生产X射线，紫外线和红外光线的强烈光束进行研究。因为地球上的每种化合物和元素都以不同的“签名”吸收X射线，因此研究人员能够将六个样品特征与不同钛合金和纯钛的样品签名进行比较。由此，他们确定氯化钛与乙酸钠反应形成铝利钛合剂。
Graetz说：“我们的发现是迈向更有趣的发现的第一步：确切确定铝制如何帮助氢化物释放和重新吸收氢。”“了解机制可能有助于我们确定钠酸钠系统的更好催化剂，并帮助我们找到当前不切实际的能量储存材料的新化合物的掺杂剂，这是由于释放和重新吸收氢所需的高温和压力。亚博网站下载透明
Alanate钠是几种称为金属氢化物的金属氢存储材料之一，用于用于氢燃料电池中。亚博网站下载燃料电池像电池一样工作：氢原子进入负末端并分成其组成颗粒，质子和电子。yabo214质子通过细胞到达正末端，而电子将细胞作为电流流动，例如，可以为汽车或设备供电。然后，电子在正末端重新进入细胞，并与质子和氧气团聚以形成水分子。
已知的氢化物对于燃料电池是不切实际的，燃料电池需要具有较高储存能力的轻质材料，因为它们很重并且具有相对较低的储存能力（少于5％的氢气）。亚博网站下载但是，它们比压缩的氢气或液体氢具有更大的潜力，这些氢气或液态氢构成爆炸和冻结风险。这些形式的氢必须在非常高的压力下或在足够冷的温度下存储在储罐中，以使空气中的氧气液化。
这项研究由布鲁克黑文实验室指导研究与开发计划（LDRD）计划和国家科学基金会资助。亚博老虎机网登录
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