科学家研究释放硼化氢片中储存的氢的更好方法

迫在眉睫的气候变化威胁促使世界各地的科学家寻找化石燃料的更清洁替代品，许多人认为氢是我们最好的选择。作为一种环保能源，氢(H2)可用于车辆和发电厂，而不会将二氧化碳释放到大气中。

然而，安全有效地储存和运输H2仍然是一个挑战。压缩气态氢存在爆炸和泄漏的重大风险，而液态氢必须保持在极低的温度下，成本高昂。但是，如果我们可以将氢直接储存在其他液体或固体材料的分子组成中呢?

这是日本科学家团队关注的焦点，他们最近在《Small》杂志上发表了一项研究，研究了硼化氢(HB)片作为实用氢载体的潜力。在HB片材中储存氢并不是一个全新的概念，它们作为氢载体的潜在应用的许多方面已经被研究过。然而，从板材中提取氢气是棘手的部分。

需要在高温下加热或强紫外线(UV)照射才能从HB片材中释放氢气(H2)。然而，这两种方法都有固有的缺点，例如能耗高或H2释放不完全。

因此，该团队深入研究了一种潜在的替代方案：电化学释放。基于UV诱导HB片释放H2的机制，研究小组推测，与紫外线照射或加热相比，通过电源将电子从阴极注入到HB纳米片可能是释放H2的更好方法。

基于这一理论，研究人员将HB片材分散到乙腈(一种有机溶剂)中，并对分散体施加受控电压。这些实验表明，几乎所有注入电化学系统的电子都用于将HB片中的H+离子转化为H2分子。值得注意的是，该过程的法拉第效率(衡量电能转化为化学能的量)超过90%。

该团队还进行了同位素示踪实验，以确认电化学释放的H2源自HB片，而不是通过其他化学反应。此外，他们还利用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱来表征H2释放前后的片层，从而进一步了解该过程的潜在机制。

这些发现有助于开发安全、轻质、低能耗的氢载体。尽管该团队在已发表的论文中研究了HB片材的分散形式，但目前的研究结果适用于用于释放H2的薄膜或块状HB片材系统。此外，该团队还将在未来的研究中研究HB片脱氢后的可充电性。

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