日本开发出制造储氢容器的新材料
时间:2017-12-08

   日本已经开发出一种新的储氢容器材料

  日本工业技术研究院网站消息发布称,该材料研究小组科学家近日成功研制出了重量轻,密封性好,强度高,耐低温性能优异的新型材料,为氢能的大规模开发铺平了道路。

  众所周知,碳纤维具有重量轻,强度高的优点,被认为是制造储氢容器最合适的材料,广泛应用于航空航天等各个行业。然而,碳纤维是有机聚合物的塑料材料,其对氢的密封效果不好。因此,碳纤维不能直接用作储存容器,并且必须添加相应的密封层。氢封层主要用于铝和有机材料两种,铝封口但重量较轻,碳纤维的附着力较差;而有机材料由于密封性差,尚未进入实用阶段。

  日本研究人员开发的新材料,正面和背面采用三层碳纤维材料夹层结构,中间加入少量树脂的粘土膜。这种粘土膜本身由多层粘土制成,只有一个纳米厚度,并且粘结牢固。它柔软,耐热性好,特别是氢气的密封性能。研究人员通过压力加热将碳纤维材料粘合到粘土膜上,以创造出约一毫米厚的新型三明治类材料。

  研究人员使用七气氛分色方法测试了这种新材料,发现这种材料的氢密封性能比以前的材料提高了100倍以上。这相当于长5米,直径1米,压力为50个大气压的储罐,泄漏率每年只有0.01%。通过观察材料的横截面,研究人员发现,碳纤维层中所含的树脂材料在加热和加压后与粘土膜紧密粘合,显示出良好的粘合性。另外,该材料还经过了10000次弯曲加捻耐久性试验和100次-196℃超低温试验,结果表明经过试验的材料氢封性能没有下降。

  据研究人员介绍,这种新材料除用于氢燃料车,燃料电池箱和便携式液体储氢设施的燃料储罐之外,还可用于制造下一代返回航天系统的液态氢燃料储罐,因此具有广泛的应用范围的应用程序。