作為一種代用汽車燃料, 天然氣或者說甲烷並未獲得太多關注. 幾百萬輛由天然氣驅動的環境友好型汽車行駛在全世界的道路上, 但它們仍然僅佔據了售出新車的一小部分. 部分原因在於此類車輛需要龐大且昂貴的高壓箱來儲存足夠燃料, 以便滿足駕駛者的需求.
一種新的甲烷儲存材料可加速天然氣驅動汽車的採用進程.
如今, 研究人員開發出一種能在低壓下儲存大量甲烷的新材料. 如果他們能闡明如何大量生產這種材料, 此項研究或許能加速大容量燃料箱的發展並且推動天然氣驅動汽車被更加廣泛地採用.
作為高壓箱的替代品, 研究人員建立了各種像海綿一樣的多孔晶體材料. 它們能在適度壓力下吸收甲烷並且在壓力減小時將其釋放. 一種此類材料是由有機基團連接的金屬原子構成的金屬有機骨架 (MOF) . 其中, 最好的一種吸附劑是由中國香港研究人員在1999年建立的名為 HKUST-1的MOF. 研究證實, 每立方厘米吸附劑能儲存180立方厘米甲烷氣體. 這還不錯, 但仍達不到美國能源部 (DOC) 設定的目標體積比 (v/v) ——263.
如今, DOE的目標近在咫尺. 由英國劍橋大學化學家David Fairen-Jimenez領導的研究人員提出了一種使 HKUST-1更加緻密且將v/v增加至259的簡單方法, 從而第一次基本上接近DOE的目標.
'一切事情開始於實驗室一名博士生犯下的錯誤. ' Fairen-Jimenez介紹說. 該團隊當時正在嘗試各種將HKUST-1轉變成一種溶膠凝膠的配方. 博士生Tian Tian使一批HKUST-1顆粒懸浮在基於乙醇的溶液中, 並將溶液放進離心機, 以便把大多數溶劑 '驅趕' 出去. 隨後, 他計劃把容器放到微波爐中烘乾, 但無意中一個瓶子被落到真空罩下並在那裡呆了一個晚上. 這使得乙醇緩慢蒸發, 而關鍵之處正在於此. 第二天早上, Tian意識到, 他留下的是高緻密HKUST-1材料. 對該配方作的一些調整, 使研究人員得以製造出迄今最好的甲烷儲存吸附劑. 該團隊在日前出版的《自然—材料》雜誌上報告了這一成果.
