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氢燃料是美国减少对化石燃料依赖的潜在解决方案。据美国能源部称，改善氢气储存是促进氢燃料电池技术的关键。在艾姆斯实验室，科学家齐龙和黄文宇研究了从一种被称为液体有机氢载体或LOHCS的材料中提取氢气。
储存氢气的方法之一是化学储存。化学储存取决于与氢分子反应并储存成氢原子的材料，如LOHCs。这种储存方法允许在环境温度下储存大量的氢气。然而，为了使氢气发挥作用，需要催化剂来激活LOHCs并释放氢气，这个过程被称为脱氢。
齐龙解释说，目前还有其他脱氢方法，但它们提出了一些挑战。有些方法依赖于金属基催化剂，包括关键铂族金属。这些金属的供应是有限和昂贵的。其他方法需要添加剂来释放氢气。这些添加剂不能重复使用，导致更高的整体成本，因为它们需要添加到每个循环中。
研究人员开发的催化剂不需要金属或添加剂。“这很简单，”齐龙说。“基本上，只要在LOHC中添加不含金属的催化剂，即使在室温下，氢气也会冒出来。”
该催化剂由氮和碳组成。其效率的关键在于氮的结构。催化活动可以在室温下进行，因为在碳化过程中形成了一个独特的密切间隔的石墨状氮原子作为氮气组件。氮气组件可以催化LOHCs中的碳氢键，并促进氢分子的解吸。这个过程是使催化剂比其他催化剂更有效的原因。
研究人员解释说，根据美国能源部的车辆技术目标，储氢能力需要接近6.5%。他们对自己的研究前景持乐观态度，希望用更大的分子来实现这一目标。“这项研究将对减少二氧化碳排放的目标产生积极影响，”黄文宇说，“我们需要开发更有效的催化系统。”
2019年，运输业占美国整体二氧化碳排放量的29%。齐龙表示，这一过程的便利性和效率将有利于未来的运输业。这些好处来自于使用LOHCS和像这样的催化剂的组合。与目前的技术相比，这种组合可以在更低的成本和更温和的条件下从储存中提取可用的氢气。更大的氢密度可以为氢燃料电池提供更大的功率，从而为车辆提供更远的功率。
两位研究人员都强调，这项研究是支持美国在2050年前实现碳中和的重要一步，因为它为低碳化合物脱氢提供了简单有效的方法。
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