SciTechDaily：利用小苏打储氢，释放氢能潜力

Scitech Daily《赛特科技日报》是成立于1998年的老牌科技新闻站点,致力于报道世界最新的科学技术新闻,主要包括生物学、化学、地球、健康、物理、太空、技术等领域。美国能源部(DOE)的太平洋西北国家实验室(以下称：PNNL)的科学家们研究发现了地球上储量丰富、常见的“盐”非常有储氢前景。

全球气温持续升高让越来越多的人意识到，能源需要进行零碳排放，或接近零碳排放。这意味着我们要从可再生能源中获取更多的能源，而不仅限于煤炭、石油和天然气。其中最有前景的可再生能源载体之一是氢气。

PNNL的团队正研究利用氢为存储和能量释放的媒介，主要方式是通过破坏氢的化学键。PNNL的大部分工作都和能源部的氢能材料高级研究联盟(HyMARC)相关。

氢能储存技术尚未优化

PNNL的研究重点涉及到优化氢能储存，这是个棘手的问题。到目前为止，还没有完全安全、经济、高效的大规模储氢的方法。

近日，PNNL的研究人员共同撰写了小苏打溶液存储氢气的论文。该论文已被英国皇家化学学会出版的《绿色化学》杂志评为“热门论文”。PNNL的研究工作获得了美国能源部能源效率和可再生能源办公室(EERE)的氢和燃料电池技术办公室资助。该研究推动了能源部的H2@Scale计划以及Hydrogen Shot计划。

该论文的2位主要作者是PNNL的研究员Thomas Autrey和他的同事Oliver。他们都是杰出的化学家。

碳酸氢盐-甲酸盐循环

想利用小苏打烤饼干么？或是进行储氢？小苏打可能是解决氢存储问题的良方，这种温和、廉价的碳酸氢钠无毒且地球储量丰富。

确切地来说它不是小苏打。PNNL团队正进行碳酸氢盐-甲酸循环的氢能量储存特性的长期研究。（甲酸盐是安全、温和的液体有机分子）

它的工作原理是这样的:甲酸离子(氢和二氧化碳)在水中的溶液中携带基于非腐蚀性碱金属甲酸盐的氢。离子在催化剂的作用下与水发生反应。这种反应会产生氢气和碳酸氢盐，这是Autrey所推崇的“小苏打”，它对环境没有影响。

只要适当适度地调整压力，碳酸氢盐-甲酸盐的循环就可以逆转。这为水溶液提供了开关-可以交替储存或释放氢气。

在“小苏打”出现之前，PNNL的储氢团队将乙醇视为液态有机氢载体，这是该行业存储和运输介质的总称。同时，他们研发了释放氢的催化剂。催化剂是经过精心设计的。可以节能的方式加速化学键的生成和断裂过程。

“看起来像水”的储氢装置

在储氢研究领域，碳酸氢盐-甲酸盐循环已经获得了相当长一段时间的关注。Autr表示，这个循环是建立在温和的水储存溶液上的，它“看起来像水”。可以用它来灭火。

研究人员仍必须研发甲酸-碳酸氢盐储存氢的经济可行的方案。该技术每立方米可储存20千克氢，而液氢的工业标准为每立方米70千克。

目前，PNNL团队正在使用钯作为候选催化剂。研发人员正努力寻找使这种稀有金属更稳定、可重复使用和更长使用寿命的方法。