用石墨烯搭建“高樓大廈的天花板和地板”，用氮化硼納米管做“墻壁和柱子”，隔出“房間”讓氫原子住在里面——這就是美國(guó)科學(xué)家新研發(fā)出的可能應(yīng)用于未來新能源汽車的儲(chǔ)能材料。

為了使氫成為輕型汽車的實(shí)用燃料，美國(guó)能源部已為存儲(chǔ)材料設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)前目標(biāo)是研發(fā)經(jīng)濟(jì)型存儲(chǔ)介質(zhì)，其中氫存儲(chǔ)質(zhì)量超過存儲(chǔ)介質(zhì)質(zhì)量的5.5%，室溫下每升氫容量超過40克;長(zhǎng)期目標(biāo)則是7.5%的質(zhì)量指標(biāo)和每升70克的容量指標(biāo)。

美國(guó)賴斯大學(xué)科研人員在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)新一期《朗繆爾》雜志上報(bào)告說，以氮化硼納米管支撐的石墨烯層結(jié)構(gòu)研發(fā)的新材料有望實(shí)現(xiàn)甚至超過上述長(zhǎng)期目標(biāo)，可能成為未來新能源汽車存儲(chǔ)氫燃料的理想材料。

通過電腦模型，研究人員測(cè)算出柱狀石墨烯層的強(qiáng)度和韌度，隨后將氮化硼納米管加入石墨烯層之間，模擬出可以存儲(chǔ)氫原子的獨(dú)特三維結(jié)構(gòu)模型。

為測(cè)試氫原子存儲(chǔ)和釋放的最佳狀態(tài)，研究人員在這個(gè)新結(jié)構(gòu)中，加入了氧元素或鋰元素分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，在室溫和常壓下，加入氧元素的新材料結(jié)合氫原子的能力更強(qiáng)，質(zhì)量指標(biāo)已達(dá)11.6%，容量指標(biāo)則為每升60克。

研究人員表示，這種新材料的結(jié)構(gòu)非常耐用，可輕松達(dá)到美國(guó)能源部關(guān)于氫燃料罐可充放電1500次的指標(biāo)。

正如同在球拍上尋找“最佳擊球點(diǎn)”一樣，研究人員目前也正在利用電腦模型，不斷測(cè)試新變量，以盡快在材料性能(面積、重量)和環(huán)境操作指標(biāo)(溫度、壓力)間尋找平衡，最終達(dá)到理想狀態(tài)，而“電腦模型的好處就是可以在幾天內(nèi)完成數(shù)月實(shí)驗(yàn)才能完成的工作”。