纳米级碳”葡萄藤”或成为良好储氢材料

　　据http://www.rdmag.com/网站报道，莱斯大学的研究人员已经证明，经钙修饰后的线型碳具有潜在的储氢能力，氢可以像“葡萄”果实一样紧密结合在“葡萄藤”之上，轻松实现美国能源部制定的储氢材料储存能力目标。

　　线型碳材料储氢方式示意图

　　使用纳米级材料储氢近年来得到了广泛的关注，世界范围内的许多研究机构都提议使用各种纳米管及线型碳作为储氢材料。但是，莱斯大学的物理学家BorisYakobson的最新研究表明，这些材料都没有小到一定的程度，因此储氢能力一般，其研究论文已经发表于NanoLetters之上。

　　线型碳被认为是一种十分特殊的材料，由碳原子组成的链状结构，并且这种单原子链状线型碳可以无限变小，甚至比碳纳米管要薄得多。最近的研究表明它可以实现人工合成，并且在室温条件下十分稳定，因此具有潜在的储氢能力。虽然碳纳米管、石墨烯以及巴克球一类的材料都可以高效的储氢，但是其储存条件十分苛刻要求很低的温度。

　　在线型碳材料中添加钙原子可以保证材料能够在室温条件下正常高效储氢。加工制成晶体之后，在理论上线型碳可以储存自身重量50%的氢，远远超过了美国能源部规定的2015年储氢材料要达到6.5%储氢量这一目标。

　　添加钙之后，晶体材料能够以键能在室温条件下结合氢。因为钙原子并不会形成群聚，因此它们能够沿着线型碳均匀分布，每个钙原子可以结合6个氢原子。由于单原子链状支架结构十分的轻盈并且间隙很大，因此可以结合更多的氢。

　　Yakobson及其同事还对其它可供储氢使用的材料进行了研究。其中有一种类似于钻石的金属有机物晶体，材料内的钙原子可以结合5个氢原子。每个单链结构上的碳原子数目将决定其总体储氢能力。另外还可以用钙修饰石墨烯中的原子链，形成储氢框架。

　　据Yakobson称，现在还很难估计上述这些研究或其它发现是否能够成为现实，基于现有的理论概念再结合实验经验合成线型碳以及金属有机物框架结构，之后花费2-3年时间制造线型碳网络结构，然后再花费1-2年时间增加线型碳结构中的钙原子数量，以此获得高效的储氢材料。因此在今后的3-5年时间内可以推出这种储氢材料的工业样品然后将其批量生产。