鉅大LARGE | 點擊量：614次 | 2021年09月21日
新型便攜電源勝過最好電池
薩凡納河國家實驗室氫研究人員的研發鋪平了道路，可成功研制便攜式電源系統，這些系統的容量遠遠超過當今最好的電池。薩凡納河國家實驗室的進步是使用三氫化鋁（alane），這種輕質材料，可以儲存氫氣，這是個關鍵，可開始研制便攜式燃料動力鋰電池系統，這種系統能夠滿足需求，制成和商用便攜式電源。薩凡納河國家實驗室基特恒格博士在演示一種系統，這種系統集成了燃料動力鋰電池和輕型儲氫材料。薩凡納河國家實驗室的進步是使用了三氫化鋁，這是一種輕質材料，可儲存氫氣，這就鋪平了道路，可成功研制便攜式電源系統，這種系統的容量遠遠超過現有的最好的電池。來源：薩凡納河國家實驗室
薩凡納河國家實驗室（SavannahRiverNationalLaboratory）演示了一種實用方法，便攜式電源系統可采用三氫化鋁和類似的高容量儲氫材料，這就供應了搶手的高比能量，意思就是每單位重量的能量。迄今為止，他們的成就包括開發了一種低成本方法，以生產三氫化鋁，也開發了一種方法，可大幅新增釋放的氫氣，他們還展示了一種工作系統，可驅動150瓦的燃料動力鋰電池。便攜式電力設備制造商正在尋找一些系統，供應的比能要大于每公斤1000瓦時；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，薩凡納河國家實驗室博士泰德莫提卡（TedMotyka）說。我們的目標是為系統供應足夠的能量，而重量又足夠輕，，可以讓士兵攜帶，或用于無人駕駛飛機和其他領域，這些地方，重量是一個因素。
氫是33000瓦時/千克，比能最高，超過任何燃料，因此，它是一種天然的候選材料，可驅動這種高容量系統。然而，所面對的挑戰是開發一種材料，用于存儲氫氣，要具備所需的高容量和低重量，以用于便攜式系統。
薩凡納河國家實驗室已研究多年，開發出幾種輕質高容量固態儲氫材料，用于汽車領域。雖然這些材料大多不能滿足汽車應用的各種要求，但可用于小型便攜式電源系統。
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，只是在過去幾年的研究中，被作為一種儲氫材料，可用于燃料動力鋰電池。目前在世界各地，只有薩凡納河國家實驗室研究人員等極少數研究者在研究三氫化鋁，他們開始開發這種材料，設計一些工程性能。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
莫提卡博士，拉蓋里子丹（RagaiyZidan）博士和基特恒格（KitHeung）博士都是薩凡納河國家實驗室的，他們領導一個小組，表征和優化三氫化鋁，用作儲氫材料，開發出一種小型儲氫容器，其中包含三氫化鋁，他們證明，氫氣釋放的供應率適合驅動小型商業燃料動力鋰電池。這項工作結果引起幾家商業公司的興趣，這些公司的研究領域都是便攜式電源系統。
三氫化鋁屬于一類材料，稱為化學儲氫材料。就像金屬氫化物相同，化學儲氫材料可供應固態儲氫介質。然而，與金屬氫化物不同，這種化學儲氫材料，就像三氫化鋁相同，不容易重復吸收氫氣，所以，一旦這種材料的氫被釋放，就必須再次經過化學處理，才能儲存氫。三氫化鋁的一個優勢是具有非常高的儲氫容量；它可以儲存兩倍多的氫氣，這是比較相同體積的液態氫而言，而且儲存這么多氫，具有非常高的比重容量，重量只有10％。三氫化鋁也表現出非常有利的放電性能，使它成為一種理想的化學儲氫材料。
有一些最大的挑戰，小組已經解決了，就是現成商用三氫化鋁數量有限，生產成本高，這會極大地阻礙廣泛使用。作為這個項目的一部分，他們初步開發了一種實驗室規模的系統，可以生產所需的大量三氫化鋁，用于實驗和優化研究。這項工作的結果是，開發出一種新的有前途的低成本工藝，以生產三氫化鋁。子丹博士說：我們的工藝克服了傳統方法的一些障礙，可以生產三氫化鋁。這種新穎的方法可最大限度地減少溶劑的使用，并且能夠出現純凈的無鹵化物三氫化鋁。
子丹博士領導的研究也創造了一種工藝，可以新增氫產量，也是從三氫化鋁中提取。這種兩步法工藝原來可以使氫產量提高一倍，這是比較使用傳統的一步法工藝從三氫化鋁中提取氫。
這一項目的一個重要組成部分，是評估三氫化鋁系統，要兼容小型燃料動力鋰電池的一些應用。初步結果表明，概念循證容器包含大約22克三氫化鋁，這種系統可以很好地升級，以滿足所需的氫氣釋放速率，用于小型100瓦燃料動力鋰電池系統。依靠這些成果，他們設計了一種更大的系統，其中含有240克三氫化鋁，制造和測試采用的是150瓦的商用燃料動力鋰電池。結果表明，這種系統能夠運行燃料動力鋰電池，可以接近滿功率運行三個多小時，降低功率，就可以多運行幾個小時。
