http://www.physorg.com/news141566425.html
September 25, 2008
(PhysOrg.com) -- 美國能源部 Argonne 國家實驗室正對金屬--有機架構（metal-organic frameworks，MOFs，金屬--有機配位子結構、金屬--有機配位聚合物）施壓。
在 MOF 材料中，金屬離子被有機分子連結以形成支架般的結構，類似於分子的 Tinker toy（一種長桿形的樂高積木）。構成這種框架結構的支柱無法向樂高積木那樣有效率的填滿空間，在結構中留下了額外的空間，那能夠容納客方（guest）分子。
作用如同分子尺度海綿，這些 MOFs 有廣泛的潛力用於過濾、捕捉或偵測分子，例如二氧化碳或為燃料電池儲存氫。
"藉由在各種壓力下檢查這種架構，" 科學家 Karena Chapman 說，"我們發現 MOFs 在高壓下迅速壓縮。"
因為 MOF 架構無法有效地填塞空間，這些結構甚至對相對適度的施壓都格外敏感。對於任何二氧化碳或氫氣儲存應用而言，MOF 材料（那通常形成細微粒子或小結晶體）將需要被壓縮成丸狀以最佳化其體積容量（volume capacity，一種重要的目標參數）。這將使該結構受到達數 GPa 的壓力（譯註：一大氣壓約 10.1 萬帕）。
雖然幾 GPa 的壓力對於稠密的、基於氧的材料有極微的衝擊，但是對 MOFs 而言，其結構或是選擇性的氣體儲存特性也許會呈現出不可逆的扭曲。了解 MOF 材料在壓力下有何表現對於在實驗室外談論 MOF 技術是重要的一步。
Chapman 以及 Argonne 科學家 Gregory Halder 與 Peter Chupas，在該實驗室的 APS（先進光子源） 合成一種銅--苯三羧酸根（Copper-Benzenetricarboxylate）MOF，並使此架構在有、無壓力傳送液體（pressure-transmitting fluids）的情況下於鑽石砧（diamond anvil cell）內受到各種壓力。
來自該實驗室 APS 的 X 光繞射資料證明了，從硬質域（hard regime，在此壓力傳送液體滲入該架構的空腔）到軟質域（soft regime，在此 MOF 一致地壓縮）的轉變。
這種非比尋常的行為是因壓力傳送液體內小分子的出現所致，那能滲入此架構的空腔中。這導致過飽和狀態，那一直到閾值壓力之前都能抵消外部壓力，然後 MOF 迅速壓縮，且不允許任何額外的客方分子進入空洞內。
"MOFs 在現實中有廣泛且多樣的潛在應用，" Chapman 說。"藉由探索高壓現象，我們更進一步了解這些先進的應用。"
他們的研究出現在 Journal of the American Chemical Society 最近一期中。
※ 相關報導：
＊ Guest-Dependent High Pressure Phenomena in a Nanoporous Metal-Organic Framework Material
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/jacsat/2008/130/i32/abs/ja804079z.html
Karena W. Chapman, Gregory J. Halder, and Peter J. Chupas＊ 科學家解開氫儲存材料之謎
J. Am. Chem. Soc., 130 (32), 10524–10526, 2008.
doi: 10.1021/ja804079z
＊ 未帶電的有機分子能與帶負電的離子結合
＊ 科學家開發世上最薄的氣球
＊ 成為反應容器的單晶
＊ 迅速檢測讓蛋白質保持新鮮的糖果塗佈
＊ 催化劑：科學家模仿植物儲存能源系統的精髓
＊ Argonne 科學家發現一種新的玻璃質材料
＊ 協助偵測化學、生物武器的化合物
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吞電力丸 燃料電池發光
【經濟日報╱記者李珣瑛／新竹報導】 2008.12.10
工研院能環所昨（9）天發表新研發成功的「電力丸」，讓日後燃料電池使用的氫氣，不再是大體積且危險的高壓氫氣瓶，而是能化身為一公克的「化學儲氫材料」。日後，只要用三克電力丸，就能透過燃料電池輕鬆充滿手機用電。
全球積極開發新世代能源，來取代傳統的化石燃料。其中，以氫氣為燃料來源的「燃料電池」，因為有著低汙染與高效率的優點，被視為有機會成為未來最重要的電能取得方式。
針對此趨勢，工研院能環所積極解決燃料電池所需「氫」的儲存、使用問題。能環所主任谷傑人表示，經過一年的研發，並驗證成功可攜式化學儲氫技術。未來，以1公克為單位的化學儲氫材料，又名「電力丸」，可以在便利商店販售。讓擁有可攜式燃料電池設備者，只需將電力丸放入加水的罐中，輕鬆就能取得電力。
谷傑人指出，電力丸的主要成份是硼氫化鈉，能環所把氣態的氫，製成固態的氫燃料。只要搭配能環所獨特配方的觸媒，投入裝水的容器中，就可以成為燃料電池的氫氣來源，讓發電更輕便。
所謂「燃料電池（質子交換膜燃料電池）」，其實就是一台發電機，用氫做為燃料轉換為電能再利用，其低汙染、且高效率的發電效率，讓全球都競相投入燃料電池的研發。
谷傑人分析指出，相對於石化燃料的缺點，使用氫氣的燃料電池，在發電過程中並不會產生汙染、廢熱低，符合分散式電力的概念，可就近在人群聚集的地方生產、直接使用。再加上氫的活性高，只要少量或小型的系統，就能產生高電量，生產效率相當高，並且氫氣的來源也很多元，取得容易，因此燃料電池能開發的趨勢及潛力深受矚目。
上述優勢，讓燃料電池的體積，不必像傳統發電廠及設備般龐大，可以廣泛應用在一般家用或定置型的發電設備，或是攜帶性高的交通工具與3C用品等方面。例如：以燃料電池取代汽車所使用的引擎，就不會再排放二氧化碳，亦或是功能愈多、耗電愈大的筆記型電腦（NB），也可改用燃料電池，供電量與時間都可以大幅增加。
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