薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室基特•恒格博士在演示一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)集成了燃料電池和輕型儲(chǔ)氫材料。薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的進(jìn)步是使用了三氫化鋁，這是一種輕質(zhì)材料，可儲(chǔ)存氫氣，這就鋪平了道路，可成功研制便攜式電源系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有的最好的電池。來(lái)源：薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室
薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Savannah River National Laboratory）演示了一種實(shí)用方法，便攜式電源系統(tǒng)可采用三氫化鋁和類(lèi)似的高容量?jī)?chǔ)氫材料，這就提供了搶手的高比能量，意思就是每單位重量的能量。迄今為止，他們的成就包括開(kāi)發(fā)了一種低成本方法，以生產(chǎn)三氫化鋁，也開(kāi)發(fā)了一種方法，可大幅增加釋放的氫氣，他們還展示了一種工作系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng)150瓦的燃料電池。便攜式電力設(shè)備制造商正在尋找一些系統(tǒng)，提供的比能要大于每公斤1000瓦時(shí)；它的容量是今天最好的一次性鋰離子電池的2至3倍。“更高的比能，意味著每單位重量的能量更多，”薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室博士泰德•莫提卡（Ted Motyka）說(shuō)。“我們的目標(biāo)是為系統(tǒng)提供足夠的能量，而重量又足夠輕，，可以讓士兵攜帶，或用于無(wú)人駕駛飛機(jī)和其他領(lǐng)域，這些地方，重量是一個(gè)因素。”
氫是33000瓦時(shí)/千克，比能最高，超過(guò)任何燃料，因此，它是一種天然的候選材料，可驅(qū)動(dòng)這種高容量系統(tǒng)。然而，所面臨的挑戰(zhàn)是開(kāi)發(fā)一種材料，用于存儲(chǔ)氫氣，要具備所需的高容量和低重量，以用于便攜式系統(tǒng)。
薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已研究多年，開(kāi)發(fā)出幾種輕質(zhì)高容量固態(tài)儲(chǔ)氫材料，用于汽車(chē)領(lǐng)域。雖然這些材料大多不能滿足汽車(chē)應(yīng)用的各種要求，但可用于小型便攜式電源系統(tǒng)。
一種最有前途的材料是三氫化鋁（AlH3或alane）。三氫化鋁不是一種新的材料，只是在過(guò)去幾年的研究中，被作為一種儲(chǔ)氫材料，可用于燃料電池。目前在世界各地，只有薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員等極少數(shù)研究者在研究三氫化鋁，他們開(kāi)始開(kāi)發(fā)這種材料，設(shè)計(jì)一些工程性能。
莫提卡博士，拉蓋里•子丹（Ragaiy Zidan）博士和基特•恒格（Kit Heung）博士都是薩凡納河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的，他們領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)小組，表征和優(yōu)化三氫化鋁，用作儲(chǔ)氫材料，開(kāi)發(fā)出一種小型儲(chǔ)氫容器，其中包含三氫化鋁，他們證明，氫氣釋放的供應(yīng)率適合驅(qū)動(dòng)小型商業(yè)燃料電池。這項(xiàng)工作結(jié)果引起幾家商業(yè)公司的興趣，這些公司的研究領(lǐng)域都是便攜式電源系統(tǒng)。
三氫化鋁屬于一類(lèi)材料，稱(chēng)為化學(xué)儲(chǔ)氫材料。就像金屬氫化物一樣，化學(xué)儲(chǔ)氫材料可提供固態(tài)儲(chǔ)氫介質(zhì)。然而，與金屬氫化物不同，這種化學(xué)儲(chǔ)氫材料，就像三氫化鋁一樣，不容易重復(fù)吸收氫氣，所以，一旦這種材料的氫被釋放，就必須再次經(jīng)過(guò)化學(xué)處理，才能儲(chǔ)存氫。三氫化鋁的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是具有非常高的儲(chǔ)氫容量；它可以?xún)?chǔ)存兩倍多的氫氣，這是對(duì)比相同體積的液態(tài)氫而言，而且儲(chǔ)存這么多氫，具有非常高的比重容量，重量只有10％。三氫化鋁也表現(xiàn)出非常有利的放電性能，使它成為一種理想的化學(xué)儲(chǔ)氫材料。
有一些最大的挑戰(zhàn)，小組已經(jīng)解決了，就是現(xiàn)成商用三氫化鋁數(shù)量有限，生產(chǎn)成本高，這會(huì)極大地阻礙廣泛使用。作為這個(gè)項(xiàng)目的一部分，他們初步開(kāi)發(fā)了一種實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的系統(tǒng)，可以生產(chǎn)所需的大量三氫化鋁，用于實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化研究。這項(xiàng)工作的結(jié)果是，開(kāi)發(fā)出一種新的有前途的低成本工藝，以生產(chǎn)三氫化鋁。子丹博士說(shuō)：“我們的工藝克服了傳統(tǒng)方法的一些障礙，可以生產(chǎn)三氫化鋁。這種新穎的方法可最大限度地減少溶劑的使用，并且能夠產(chǎn)生純凈的無(wú)鹵化物三氫化鋁。”
子丹博士領(lǐng)導(dǎo)的研究也創(chuàng)造了一種工藝，可以增加氫產(chǎn)量，也是從三氫化鋁中提取。這種兩步法工藝原來(lái)可以使氫產(chǎn)量提高一倍，這是對(duì)比使用傳統(tǒng)的一步法工藝從三氫化鋁中提取氫。
這一項(xiàng)目的一個(gè)主要組成部分，是評(píng)估三氫化鋁系統(tǒng)，要兼容小型燃料電池的一些應(yīng)用。初步結(jié)果表明，概念循證容器包含大約22克三氫化鋁，這種系統(tǒng)可以很好地升級(jí)，以滿足所需的氫氣釋放速率，用于小型100瓦燃料電池系統(tǒng)。依靠這些成果，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種更大的系統(tǒng)，其中含有240克三氫化鋁，制造和測(cè)試采用的是150瓦的商用燃料電池。結(jié)果表明，這種系統(tǒng)能夠運(yùn)行燃料電池，可以接近滿功率運(yùn)行三個(gè)多小時(shí)，降低功率，就可以多運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)。
