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February 27, 2008
環保的氫燃料車能大幅減少溫室氣體排放，並減輕美國對於石化燃料來源的依賴。雖然現今已有數款氫氣車問世，不過在氫如何在車輛上面儲存仍有很大的改善空間。在現有技術之下，氫氣貯存槽會大如後車箱，甚至更大，以便攜帶足夠氣體供行駛只有 100 到 200 英里。
雖然液態氫密度高，可減少儲存空間，不過它相當昂貴且很難製造。而且也會降低氫氣車的環保價值。需要讓這些車輛獲得商業上的認可，需要尋找能夠在合理大小、輕量的儲存槽中，以高容積與重量密度貯存氫氣的正確材料。
UCLA Henry Samueli 工程與應用科學學院的研究者，利用分子動態模擬，解決了持續 10 年之久的謎題，那有天能導致用於氫燃料車中，商業化的實用儲存材料設計出現。這項研究發表在 2/27 PNAS 上。
1997 年發現，添加少量的鈦到著名的金屬氫化物，鋁氫化鈉（sodium alanate，NaAlH4）中，不只能降低氫從材料中釋出的溫度，也能夠使高密度的氫在合理的溫度與壓力下補充與儲存。事實上，貯存氫的重量百分比，立刻比其他廉價材料加倍。
"沒人真的了解鈦做了什麼事。此化學過程與機制事實上是個謎，" Vidvuds Ozolins 說，材料科學與工程副教授，同時也是 California NanoSystems Institute 的成員之一，也是本研究第一作者。
利用電腦、基礎物理、化學與量子力學的威力，Ozolins 的小組決定要後退一步，在不添加鈦的情況下，分析純粹形態的鋁化氫。此小組分析發生在材料當中的原子程序，以及氫與材料間的化學鍵在氫的釋放溫度下，發生了什麼事。這些計算提供很難以實驗獲得的資訊給研究者。
運算結果指出一種涉及鋁離子在大量的氫化物當中擴散的反應機制，那對於氫從材料中被汲取出來不可或缺。藉由將計算出來的活化能與實驗值進行比較，Ozolins 的小組發現，鋁擴散是個關鍵比率，限制了以鈦催化材料當中的過程。因此，鈦促進材料當中的過程，這對於開始此機制以及在低溫將氫汲取出來不可或缺。
"這種方法與知識現在能用來分析其他材料，那將導致比鋁氫化鈉還要更好的儲存系統出現，" Hakan Gunaydin 說，在 Ozolins 實驗室當中的 UCLA 畢業生，同時也是該研究另一位作者。（本文後半部略譯）
※ 相關報導：
＊ Vacancy-mediated dehydrogenation of sodium alanate
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0709224105v1
Hakan Gunaydin, Kendall N. Houk, and Vidvuds Ozoli,＊ 研究：氯化氫與氨靠額外電子相吸
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, February 25, 2008
doi: 10.1073/pnas.0709224105
＊ 妙哉！新合金可及時產生氫氣供大規模使用
＊ 可直接將水分解成氫的太陽能電池
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