随着世界结束对化石燃料的依赖，人们正在探索替代能源。由于其可持续性和生态友好性，氢是市场上最具吸引力的替代燃料之一。现在，发表在《应用表面科学》上的一篇研究论文正在探索这种绿色燃料的高效存储解决方案。

燃料问题

人们对自然资源的依赖正在导致未来的能源危机，因为这些资源是有限的。虽然对于地下有多少可开采的化石燃料存在一些争论，但普遍认为我们将在下个世纪内开始耗尽石油和天然气储量。此外，工业和运输部门燃烧化石燃料会导致有害的温室气体排放。

消耗化石燃料的最大部门之一是运输业。汽车、货车和其他车辆在内燃机中使用精制汽油和柴油来提供动力。当前的国际气候目标设定了到 2050 年净零排放的日期，这意味着在此之前必须逐步淘汰内燃机汽车的生产。

转向替代方案

由于目前随着地球变暖和潜在的未来能源危机，越来越多的极端天气事件困扰着全球，迫切需要替代的、可持续的燃料的出现。混合动力汽车和纯电动汽车已经被探索，但电池生产中使用的化石燃料是一个限制。此外，目前支持电动汽车充电和驾驶员里程焦虑的基础设施有限。

新工业设施的制氢

由于这些限制，燃料电池汽车被广泛视为一种可行的替代方案。这些车辆利用氢气，一种丰富的可再生能源。按重量计，氢的能量密度是所有常见燃料中最高的，比传统汽油高出三倍以上。

然而，氢燃料有一些缺点，其中最重要的是它在受热、带电和与空气接触时容易爆 炸。

创造更好的燃料电池

由于氢气有爆 炸的倾向，燃料电池的设计需要考虑到这一点。它们需要可靠、紧凑、耐用、轻便且价格低廉。此外，它们必须能够为车辆的旅程储存足够的氢燃料。美国能源部已经定义了氢燃料电池汽车的标准，例如容量、存储损失和加油次数。

为了满足这些标准，已经探索了几种材料，因为它们具有存储容量。这些包括轻质碳、硼和氮族材料。吸附材料也已被探索以增加氢结合特性，以储存在提议的燃料电池中。

事实证明，新型材料对于储氢具有吸引力，不需要任何额外的预防措施。为此，包括氟化锂和溴化锂在内的卤化锂在理论上和实验上都得到了成功的研究。

使用二维氟化锂作为储氢溶液

发表在《应用表面科学》上的研究，探索了使用二维氟化锂单层在燃料电池中提供有效的氢气存储。分析了氟化锂的闪晶相和六方单层相的自旋极化密度和存储容量等特性。在研究中分析了二维氟化锂的结构、振动和电子特性。

发现这两个相都是稳定的，证明了它们作为氢燃料电池应用的轻质吸附材料的潜力。发现单层氟化锂表面的最大存储容量为13.45%。这明显大于当前的能源部标准。

氢气的吸附取决于不同吸附位点的结构，成反比。该研究优化了吸附位点之间的距离以微调这种能力。位点之间的距离为 1.94 Å 时实现了最佳吸附能。

由于观察到氢化和脱氢，发现氟化锂单层可重复使用。研究结果表明，这种材料是用于燃料电池汽车储氢的良好材料。

未来

氢燃料电池对可持续、清洁燃料的未来显示出巨大的希望，这将有助于汽车行业摆脱对化石燃料的依赖。将氟化锂单层用作下一代氢燃料电池汽车中轻质、耐用、可重复使用的材料的可行候选者。