氫作為一種清潔燃料，在卡車、商用車、短程航空和航運等領域有著廣泛的應用，其單位重量和單位體積的能量比鋰電池高得多，而且續航里程更長，加油更快。您可以像燃燒汽油一樣或多或少地燃燒它，也可以透過燃料電池產生電力。

在所有燃料中，它的單位質量能量最高，但儲存起來很麻煩。把它保存在氣罐裡，需要大約700 大氣壓的壓縮。如果將其保存為液體，則需要保持比絕對零度高出20 度的低溫。即使把它壓縮成超冷液體，它的重量可能很輕，但它所佔的體積卻令人吃驚，而且很不方便，這使得它既耗能，又很難在空間有限的地方進行包裝。

現在，韓國​​研究人員稱，他們已經創造出一種材料，能以比低溫液態氫密度高一倍的密度儲存氫。這項新研究的第一作者、蔚山國立科學技術研究院（UNIST）的Hyunchul Oh 說：”我們的創新材料代表了氫氣儲存領域的範式轉變，為傳統方法提供了令人信服的替代方案。”

作為一種分子，氫可以透過一種稱為物理吸附的過程物理吸附到多孔材料中。高多孔材料以前曾展示過在單位質量內儲存大量氫的能力，但它們在小體積內儲存大量能量方面卻一直很吃力。

由五個氫分子（紫色和紅色）組成的分子團佔據了材料中的一個孔隙

直到現在。研究小組合成了奈米多孔硼氫化鎂（Mg(BH4)2），這種框架由部分帶負電荷的氫原子構成奈米孔的內表面，能夠吸附氫氣和氮氣。雖然氮氣和氫氣都能進入孔隙，但研究人員發現，由於氮氣和氫氣在孔隙中佔據不同的吸附位點，氫氣的氣體吸收量要大三倍。

研究人員觀察到，小孔中氫密度高的原因在於氫分子的各向異性（與方向有關）形狀，在接近環境壓力時，氫分子通常呈現緊密堆積的球狀。這種材料以三維排列方式儲存了五個氫分子團，從而提高了容積容量。

他們發現，Mg(BH4)2每公升孔隙容積可儲存前所未有的144 克氫，而低溫液態氫只能儲存70.8 克/公升，固態氫甚至只能儲存86 克/公升。

研究人員表示，他們的研究成果解決了大規模氫氣儲存的關鍵難題，提高了氫氣的效率和經濟可行性。

這會是氫動力飛機的解決方案嗎？可能不會。正如ZeroAvia 幾年前的Val Miftakhov 向我們解釋的那樣，航空環境中的液態氫系統可以實現30% 左右的氫氣質量分數，另外70% 的重量則由儲氫罐和低溫冷卻設備增加。根據這項研究，這種奈米孔儲存材料的質量分數為21.7%，因此其單位重量所攜帶的能量是儲槽中氣態氫氣的兩倍，但低溫液態系統會更輕。

另一方面，它肯定能在長途運輸或卡車運輸中發揮作用，因為在這種情況下，重量不是問題，而體積則更為重要。當然，這似乎也是目前靜態儲能的最佳方法，在這種情況下，氫氣的使用或多或少會像電池一樣。

我們還想進一步了解它是如何釋放的，在什麼樣的溫度和壓力下工作，以及以這種方式儲存氫氣的往返能量損失可能是多少，但這無疑是該領域的突破性進展。

這項研究發表在《自然-化學》雜誌。