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美国研究人员开发了一种柔性空穴材料,用以破解气体燃料的低压和常温储存难题,帮助延长天然气动力车辆的续航里程,降低对加气站的压力配置要求。

这种材料包含“金属—有机框架”(MOF),由无机金属单元与有机配体复合构建而成,整体结构内散布钴原子和铁原子,链接位点采用邻苯二甲酸二丁酯,其体积扩张时空穴增多,体积缩小时空穴几乎全部消失。

加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在英国《自然》杂志上报告说,在首批实验中,只需以家用压缩机产生的压力(相当于大气压的35至36倍),泵入天然气的主要成分甲烷,柔性MOF材料就会扩张并吸附这种气体。相反,如果甲烷释出,用于驱动车辆发动机,这种柔性材料便会缩小。

燃料储存问题阻碍天然气或氢气动力车的推广。设定这一课题的动因是天然气与汽油或柴油相比,价格低廉,相对洁净。但压缩天然气的罐装压力是250个大气压,液态天然气的储存温度则是零下162摄氏度。另外,在相同的燃料箱容积内,压缩天然气的能量密度至多是汽油能量密度的三分之一,前者的续航能力明显不足。

来源:中国科技网-科技日报

注:

MOF(Metal Organic Framework,金属有机框架材料),是通过金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体3D多孔材料,具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点。是近十年发展迅速的一种配位聚合物,系沸石和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料,在催化、储能和分离中都有广泛应用。MOF目前已成为无机化学、有机化学等多个化学分支的重要研究方向。

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