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新型纳米多孔材料可储存气体 使天然气燃料更安全、价格更低

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时间:1900/1/1 0:00:00

据外媒报道,俄罗斯科学家发明了一种可以储存气体的新型纳米多孔材料。在低压和室温下,这种新材料可以增加气体吸附率,从而消除了对沉重和厚壁钢瓶的需要。使用这种纳米填充物的轻质钢瓶不会爆炸,可以用于乘用车。

future

(来源:MISIS米塞斯)

天然气是一种很有吸引力的汽油替代品。与传统燃料相比,甲烷作为汽车燃料,在一氧化碳和氮氧化物的排放方面具有优势,而且甲烷的价格也低于汽油或柴油。然而,使用天然气作为汽车燃料存在一些技术挑战。这需要对甲烷进行高压压缩或低温液化,成本高,风险大。为了生产压缩天然气(CNG ),为了给甲烷压缩机中的甲烷加压,CNG储罐必须是具有有限几何形状和沉重重量的压力容器。这些因素阻碍了甲烷在交通燃料中的广泛应用。

另一种有前途的替代压缩方法是吸附。吸附式天然气储存系统可以在较低的压力下运行,设备成本较低,似乎是最安全的甲烷储存方式。这使得沼气汽车有望与其他类型的汽车竞争。作为ANG技术中的关键环节,吸附剂的吸附容量和工作容量是不同的。

俄罗斯和印度的一个研究小组开发了一种新的纳米多孔碳材料。这种材料可以在保持高微孔体积的同时增加材料密度,因此具有增强的吸附能力。使用较少量的吸附剂,在其微孔中可以包含更多的气体。

坦波夫国立技术大学纳米产品生产工程与技术系副教授阿纳斯塔西娅·梅梅托娃(Anastasia Memetova)说:“在这种合成过程中,首先将高分子化合物的混合物转化为纳米多孔碳材料,然后将其制成所需大小和形状的块状。所开发的材料具有较高的比表面积和孔容,其中80%以上为窄孔。该材料在100巴压力下的甲烷累积总体积容量为336 cm3/cm3,这超过了目前所有已知的商业吸附剂。作为参考,美国能源部制定的甲烷吸附剂的标准体积比容量为236 336 cm3/cm3。”

研究人员指出,由于储存和运输不需要沉重的钢瓶,使用这种吸附剂将大大降低最终用户使用甲烷的成本,并扩大其作为运输燃料的用途。俄罗斯NUST米塞斯公司功能纳米系统和高温材料部门首席专家伊戈尔·布尔米斯罗夫(Igor Burmisrov)表示:“车重是影响油耗的主要因素之一。车辆越重,行驶时消耗的能量越多。所以放弃使用重缸,可以为车主节省一部分开支。此外,这个系统可以在低得多的压力下运行,也更安全。”

这种纳米碳材料还可以用来储存其他有害气体,如一氧化碳和二氧化碳,以及各种氮氧化物。据外媒报道,俄罗斯科学家发明了一种可以储存气体的新型纳米多孔材料。在低压和室温下,这种新材料可以增加气体吸附率,从而消除了对沉重和厚壁钢瓶的需要。使用这种纳米填充物的轻质钢瓶不会爆炸,可以用于乘用车。

future

(来源:MISIS米塞斯)

天然气是一种很有吸引力的汽油替代品。与传统燃料相比,甲烷作为汽车燃料,在一氧化碳和氮氧化物的排放方面具有优势,而且甲烷的价格也低于汽油或柴油。然而,使用天然气作为汽车燃料存在一些技术挑战。这需要对甲烷进行高压压缩或低温液化,成本高,风险大。为了生产压缩天然气(CNG ),为了给甲烷压缩机中的甲烷加压,CNG储罐必须是具有有限几何形状和沉重重量的压力容器。这些因素阻碍了甲烷在交通燃料中的广泛应用。

另一种有前途的替代压缩方法是吸附。吸附式天然气储存系统可以在较低的压力下运行,设备成本较低,似乎是最安全的方式……矿石甲烷。这使得沼气汽车有望与其他类型的汽车竞争。作为ANG技术中的关键环节,吸附剂的吸附容量和工作容量是不同的。

俄罗斯和印度的一个研究小组开发了一种新的纳米多孔碳材料。这种材料可以在保持高微孔体积的同时增加材料密度,因此具有增强的吸附能力。使用较少量的吸附剂,在其微孔中可以包含更多的气体。

坦波夫国立技术大学纳米产品生产工程与技术系副教授阿纳斯塔西娅·梅梅托娃(Anastasia Memetova)说:“在这种合成过程中,首先将高分子化合物的混合物转化为纳米多孔碳材料,然后将其制成所需大小和形状的块状。所开发的材料具有较高的比表面积和孔容,其中80%以上为窄孔。该材料在100巴压力下的甲烷累积总体积容量为336 cm3/cm3,这超过了目前所有已知的商业吸附剂。作为参考,美国能源部制定的甲烷吸附剂的标准体积比容量为236 336 cm3/cm3。”

研究人员指出,由于储存和运输不需要沉重的钢瓶,使用这种吸附剂将大大降低最终用户使用甲烷的成本,并扩大其作为运输燃料的用途。俄罗斯NUST米塞斯公司功能纳米系统和高温材料部门首席专家伊戈尔·布尔米斯罗夫(Igor Burmisrov)表示:“车重是影响油耗的主要因素之一。车辆越重,行驶时消耗的能量越多。所以放弃使用重缸,可以为车主节省一部分开支。此外,这个系统可以在低得多的压力下运行,也更安全。”

这种纳米碳材料还可以用来储存其他有害气体,如一氧化碳和二氧化碳,以及各种氮氧化物。

标签:前途

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