日本产业技术综合研究所网站发布消息称，该所材料研究小组的科学家近日成功研制出一种重量轻、密封性好、强度高、抗高低温性优异的新型材料，为氢气能源的大规模开发应用铺平了道路。

 

众所周知，由于碳纤维材料具有重量轻，强度大的优点，被广泛应用于航空航天等各个行业，而在制造氢气储藏容器方面，人们也认为碳纤维是最合适的材料。但是，碳纤维是有机高分子的塑料材料，对氢气的密封效果并不好，因此不能直接作为储藏容器使用，必须要添加相应的密封层。一直以来，作为氢气密封层使用的主要有铝和有机材料两种，铝密封性好，但重量大，与碳纤维的黏合性也比较差；而有机材料由于密封性差，至今还没有进入实用阶段。

 

此次日本研究人员研制的这种新材料采用的夹层结构，正反两面是各三层的碳纤维材料，而中间则是一层添加了少量树脂材料的黏土膜。这种黏土膜本身也是由很多层只有一纳米厚的黏土结晶细密地黏结而成，柔软、耐热性好，特别是对氢气的密封性十分优异。研究人员通过加压加热等手段将碳纤维材料和黏土膜黏接在一起，制出了这种厚约一毫米的三明治式的新材料。

 

研究人员使用七个气压的气色层分离法对这种新材料进行测试，结果显示，与过去所有的材料相比，该型材料对氢气的密封性提高了一百多倍。这相当于用这种材料制成长5米，直径一米，压力50个气压的储藏罐，而泄漏率每年只有0.01%。研究人员通过观察该材料的横截面发现，经过加热加压后，碳纤维层所含的树脂材料已经和黏土膜层紧密地黏合在一起，显示出良好的黏合性。此外，该材料还经过了10000次弯折扭曲的耐久性试验和100次的-196℃耐超低温试验，结果显示，试验后该材料对氢气的密封性能并没有下降。

 

据研究人员称，这种新材料除了可应用于制造氢气汽车的燃料储藏罐、燃料电池容器和便携式液氢储藏设备外，还可能用于制造下一代返回式航天系统的液氢燃料储藏罐，因此有着广泛的应用前景。