Powerpaste将清洁氢能装在安全、方便的灰色粘稠物中

据外媒New Atlas报道，弗劳恩霍夫研究所的科学家提出了一种基于镁的“Powerpaste”，它能以10倍于锂电池的密度存储氢能，为氢燃料电池汽车提供了比汽油动力汽车更远的续航距离，并在几分钟内完成加氢。

当然，通常情况下，氢燃料电池车以气态形式携带氢燃料，储存在压力约为700bar（10150psi）的储罐中。这些罐子相当大和重，这抵消了氢气相对于当今锂电池的主要优势之一--其更高的能量密度。高压力也使得氢气对于摩托车和踏板车等两轮车来说是不切实际的选择。

但是，位于德累斯顿的弗劳恩霍夫制造技术和先进材料研究所的一个团队想出了一种有趣的新方法来储存和携带氢能，这种方法是以水合镁为基础的“Powerpaste”，它可以将氢以化学形式储存在大气压下，在需要时随时释放。

为了生产这种糊状物，镁与氢在350 °C (662 °F)左右的温度和五到六倍的大气压下结合，形成氢化镁。酯类和金属盐的加入完成了这一过程，并形成了一种粘稠的灰色糊状物，可以装入墨盒中。在Powerpaste形式下，它在高达250 °C（482 °F）的温度下完全稳定。它携带的能量是同等重量的锂电池的10倍，大大超过同等重量的700bar氢储罐。研究人员表示，使用Powerpaste动力系统运行的车辆可望获得 “与汽油相当--甚至更大的续航里程”。

当需要释放能量时，一个柱塞装置将糊状物挤压到一个腔室中，在那里它与水发生反应，以动态控制的速度释放氢气，然后供给燃料电池，以产生电力，用它来运行电动汽车动力系统或其他设备。这种浆料令人印象深刻的能量密度部分来自于它所释放的氢气有一半来自于它所反应的水。弗劳恩霍夫团队谈到，可将Powerpaste其用于大型无人机，大幅提升它们的飞行时间和续航能力，或者用于便携式电器，比如糊状供电的野营烤面包机或水壶等。该团队表示，这种粘稠的糊状物可以通过“相对便宜的设备”通过标准的灌装线来供应。

从物流上看，这种东西似乎比普通的气态（当然也包括液态）氢简单得多。它可以用卡车装在桶里或油罐车里，或多或少地留在任何地方，不会有危险。弗劳恩霍夫IFAM正在自己的工厂里建造一个Powerpaste生产厂，该厂将于今年晚些时候开工，有能力每年制造多达4吨的糊状物，用于试验项目和行业评估。它还在实验室的测试台上安装了一台发电机，并在运行。

不过，问题依然存在。镁膏用完后会发生什么？它是否会被回收到工艺中？上面引用的能量密度数字是否考虑了整个系统的需求，还是仅仅考虑了燃料储存？考虑到燃料电池会产生水这个副产品，在给定的能量下，它需要使用多少水，填充时需要添加多少水？

也许最重要的是，制作这种糊剂的过程能源效率如何？在燃料电池系统中，反对清洁氢的一个黑点就是它对清洁能源的利用效率低得可怕。把清洁能源储存在电池里，你会在车轮上得到90%以上的回馈。把它储存在氢气中，你就会在沿途的损耗过程中烧掉至少一半的能量。

Powerpaste的生产需要热量、压力和工业过程，这些都需要耗费能源。再加上储存和运输的财务和能源成本，相比之下，这些方程式很可能让气态氢看起来像一个非常节省的小能源持有者。

然后是成本问题；既然Powerpaste的续航能力大致相同，那么它与汽油相比，在加氢时的成本如何？当然，一开始成本会很高，而且会随着规模和清洁氢的价格而下降。但增加的加工和运输成本会让它的价格比直接的氢气更贵，未来一个大概的数字绝对能给人以启发。