研究人员打造低成本甲烷存储系统 可让天然气汽车在家中加气

盖世汽车讯 据外媒报道，西班牙阿利坎特大学（the University of Alicante）先进材料实验室的研究人员打造了一种经过优化的低成本甲烷存储系统。该团队由无机化学系教授Joaquín Silvestre领导，采用了MOF材料（高度多孔金属有机框架）。在该种材料的孔隙中，可以创造出复制海底气体结构所需的条件，海底数百万吨天然气都存储在类似冰的结构中。

（图片来源：阿利坎特大学）

该系统为天然气运输和天然气动力车辆（如私家车、公共汽车和轮船）提供了另一种选择，其基于毫米大小的冰晶可存储气体，能够捕捉气体并让气体保持稳定。

Silvestre教授解释，此种纳米材料的主要优点是“温度可降低至2摄氏度，压力可降至60巴左右”。要将天然气液化并将其从产地用船运至不同的国家，必须要在零下162摄氏度以及高压下进行。而压缩天然气公交车通常需要250巴的压力。该研究研发的系统就可以克服温度与压力障碍，实现更有利的压力和温度条件。

MOF材料于20世纪90年代中期被首次研发。到目前为止，其在二氧化碳捕获、甲烷存储、水处理、传感器或生物医学等不同领域取得了很有发展前景的成果。

最近，沙特阿拉伯的研究人员合成了新型MOF材料，让其具备极高的吸水能力，吸水量可达本身重量的200倍。Joaquín Silvestre教授强调表示：“此类水解稳定的材料可从干旱地区环境中捕获水，例如在地中海沿海地区潮湿的夜晚捕获水，再在白天转化为可饮用的、干净的液态水。”

于是，阿利坎特大学研究人员指出：“当我发现沙特阿拉伯和摩洛哥的同事设计出可以在孔隙中存储水的完美结构后，我要求他们给我提供样品。然后，他们给我发了两种材料，分别具有小腔体和较大的腔体。我们检查了腔体较小的材料，甲烷在其中无法形成晶体，但是可以在腔体较大的材料中形成。”

因此，阿利坎特大学团队可以利用此类MOF材料腔体中吸附的大量的水，以创造得到优化的甲烷存储系统。研究人员表示：“通过模仿自然，此类MOF材料被用作纳米反应器，以促进分离的甲烷水合物晶体生长，如此一来，母结构中的每一个孔隙都可包含一个水合气体单晶体。”

利用此种方法，与在干燥情况下采用相同系统相比，此种材料的甲烷存储能力提高了50%以上。更重要的是，甲烷加载/卸载的压力带非常小，意味着气体可以在较低压力下进入容器，通过降低压力就可以被释放出来。

此外，该系统除了能够在2摄氏度的温度下实现稳定性，其成本也可降低。研究人员还补充表示：“现在，以天然气为动力的汽车都需要一个非常强大而昂贵的压缩机，只有一些加油站才负担得起。不过，通过将压力降至60巴，一台家用压缩机就足以存储此类气体。现在，家里已经有天然气，如果利用家用压缩机，就可以让天然气汽车在家中加气。”