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第13章 价廉物美的“贮氢金属”在哪里

“贮氢金属”,顾名思义便是能够贮存氢元素的金属啰!

氢元素是如何钻进金属的“肚子”里去的呢?原来,科学家们发现,某些单质金属或合金,在适当温度和压力下,它们的表面能对氢起催化作用,促使氢元素由分子态变成原子态,也就是H22H,这样,氢原子就能够钻进金属内部去躲藏起来,这好像孙行者钻到牛魔王的肚子里去一样。

那么,科学家怎么会注意到这种奇特的金属呢?它究竟有何用处?话还得从当今世界面临的能源危机谈起。

人类的一切动力,都得依赖石油、天然气、煤炭、油母页岩以及焦油等化石燃料。然而,随着整个社会文明程度的不断提高,人类对能源的需求日益增加,各种化石燃料正在日趋减少,总有一天会濒临枯竭。那么未来的能源在何方?人们把目光转向了原子核能、太阳能、风能……但是,这些能源也各有其短处:原子核能存在着放射性污染的危险,太阳能受着自然条件的限制,风能分布得又很不均匀、稳定……那么,氢能呢?它不存在污染问题,因为氢气燃烧以后生成的是生命的液体——水;也不存在来源问题,因为占地表面79%的茫茫海洋中,有取之不尽、用之不竭的氢元素,可是却存在着贮存和输送的难题。通常,我们是把气态氢或液态氢贮存在高压钢瓶中,这种容器重量大,输送又不方便,而且还存在一定的危险。如果用“贮氢金属”来贮存氢气,问题便迎刃而解了:用这种金属像海绵吸水那样“吸饱”氢气,临到用时再“挤出”,随用随“挤”,岂不方便!

这种诱人的“贮氢金属”材料有钙、锂、钛、钒、镁以及稀土金属等单金属材料,例如,用镁来贮存氢的过程是这样的:Mg+H2MgH2

可是,在室温条件下,这一反应的速度相当缓慢,显然不适于实际实用,真是“镁”中不足啊!

不久,科学家又研制出一些金属间化合物,譬如Mg2Ni、Mg2Cu、LaNi5、FeTi、TiMn1.5等“贮氢”材料。以后,科学家对这些材料加以改进,终于制成了稳定的Mg1.8AL0.2Ni、Mg2Ni.95Cr0.05等材料,才初步克服了上述缺陷。我国化学家不久前制成了钛-铁贮氢器,安装在汽车上作为能源,已取得了初步成功。

目前,人们正在四个系列中广泛研究着“贮氢金属”,这四个系列是稀土系、钛系、镁系以及钒、铌、锆等金属及合金。这些“贮氢金属”材料千姿百态,各具特色。譬如,FeTi合金尽管便宜,但必须在高温和纯氢中才愿意“广采博纳”;NaNi5合金虽然对温度和氢的纯度要求不高,但是,反应缓慢,价格昂贵。

科学家们百般努力寻找价廉物美的“贮氢金属”,一旦变成现实,人类就可以用氢作燃料,驱动汽车、轮船和飞机的发动机;可以用氢转换为电能用以取暖、制冷等等。到那时,人类将摆脱能源危机的困境,整个海洋将成为人类的动力之源。

然而,理想的价廉物美的“贮氢金属”何日可找到呢?它的结构如何?贮氢机理又何在呢?

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