氫原子由于存在鉑粒子作為催化劑，所以就掙脫分子，并通過(guò)碳擴(kuò)散，這樣它們可以鍵合在碳表面。來(lái)源：麻省理工學(xué)院
新的活性碳材料包含鉑催化劑，這樣，氫原子可以直接鍵合到碳粒子表面，然后，在需要的時(shí)候釋放出來(lái)。
“你必須在室溫下把氣體泵進(jìn)去，并在需要燃燒時(shí)釋放出來(lái)，”麻省理工學(xué)院（MIT）陳守信（Sow-Hsin Chen）說(shuō)，他是論文的高級(jí)作者，這篇論文介紹了這一新的方法。
這種存儲(chǔ)系統(tǒng)可避免傳統(tǒng)儲(chǔ)氫所需的成本和重量。
目前的做法有的是液化氣體，這需要能源密集型系統(tǒng)和沉重的絕熱體，以保持零下423°F的溫度；有的是進(jìn)行高壓存儲(chǔ)，這就需要強(qiáng)大的泵和強(qiáng)固的容器，要能承受每平方英寸5千至1萬(wàn)磅（PSI）的壓力。
使氫結(jié)合到高度多孔的海綿狀物質(zhì)，如金屬氫化物或活性碳，就有可能利用環(huán)境壓力和室溫，采用更輕，更便宜也更安全的存儲(chǔ)容器。
設(shè)計(jì)這類(lèi)系統(tǒng)的棘手部分，是要找到一種存儲(chǔ)介質(zhì)，使氫原子鍵合得足夠牢固，以防止泄漏，但又沒(méi)有那么強(qiáng)固，在需要的時(shí)候可以掙脫。
據(jù)麻省理工學(xué)院說(shuō)，活性碳已經(jīng)被提出來(lái)，作為一種可能的存儲(chǔ)介質(zhì)，可以有效鍵合游離氫原子，但以前沒(méi)有一種好方法，用以分析這種材料的行為，并優(yōu)化它的存儲(chǔ)功能。
這一研究小組分析了活性碳的氫存儲(chǔ)，他們使用非彈性中子散射（inelastic neutron scattering），他們認(rèn)為這能夠確定，樣品中存在的氫，是作為單個(gè)原子還是氫分子。這種方法還可以評(píng)估這種氣體與存儲(chǔ)材料的相互作用。
使用這種方法，他們能夠證明，氫進(jìn)入這種材料是因?yàn)橐环N溢出效應(yīng)（spillover effect），其中的原子由于存在鉑粒子作為催化劑，所以就掙脫分子，并通過(guò)碳擴(kuò)散，這樣它們可以鍵合在碳表面。
他們使用非彈性中子散射方法，直接監(jiān)控鉑摻雜活性碳樣本中氫分子的變化，并提供非常確鑿的證據(jù)，說(shuō)明大量氫原子可以擴(kuò)散到碳表面，這是室溫下的外溢過(guò)程。這種非彈性中子散射方法獨(dú)一無(wú)二，能夠揭示氫的狀態(tài)（原子或分子形態(tài)）。這種非彈性中子散射方法的結(jié)果表明，可以直接定量評(píng)估活性碳吸附的氫數(shù)量，這一數(shù)量是以原子形態(tài)通過(guò)外溢實(shí)現(xiàn)的。在此，兩個(gè)鉑摻雜活性碳樣本具有不同的外溢效應(yīng)，都進(jìn)行了研究。這種外溢行為涉及到解離、擴(kuò)散和吸附氫的鉑摻雜活性碳樣品，溫度從4K到300 K，進(jìn)行研究都是非彈性中子散射研究。目前這項(xiàng)研究提出的概念是擴(kuò)散長(zhǎng)度和富氫域，都是在鉑集群中心周?chē)?，這一系統(tǒng)是基于非彈性中子散射數(shù)據(jù)。
陳守信說(shuō)，新的分析方法可以精細(xì)調(diào)節(jié)活性碳材料的屬性，以提高存儲(chǔ)容量。
他們的研究結(jié)果在一篇論文中做了報(bào)道，論文題目是《鉑摻雜活性碳?xì)湟绯鲂?yīng)非彈性中子散射》（Hydrogen Spillover Effect of Pt-Doped Activated Carbon Studied by Inelastic Neutron Scattering），發(fā)表在8月份的《物理化學(xué)快報(bào)雜志》（Journal of Physical Chemistry Letters）上。
