氫的安全儲存和利用是一個正在進行的研究領域，顯示出使氫成為有效燃料的潛力，取代目前的碳基來源。由于氫的低密度和低沸點，氫的儲存伴隨著高能量成本，這進一步導致了高價格?；\形物(氣體水合物)是水基(冰狀)結構，在由氫鍵水分子形成的籠中結合了小的非極性化合物，例如H2。由于只需要水來構建籠，籠形包合物已被確定為安全儲存氫的潛在解決方案。在大體積中，純氫籠形化合物(H2O-H2)只能在苛刻的條件下形成，但是限制在納米空間中水的性質被改變，使得在溫和的壓力和溫度下儲存氫成為可能。
近日，安特衛普大學Pegie Cool提出了疏水性介孔二氧化硅作為主體材料，為冰狀籠形水合物提供了合適的納米限域。
文章要點
1）與純 H2O-H2 系統相比，混合二氧化硅材料顯示籠狀物形成所需的壓力顯著降低（約 20%）。
2）原位非彈性中子散射 (INS) 和中子衍射 (ND) 為氫與混合材料復雜表面的相互作用提供了獨特的見解，并證明了納米限域氫籠狀水合物的穩定性。
這項研究可以為設計和合成能夠在可承受的條件下（同時在多個位置）儲存足夠氫并用于不同應用的新型混合材料鋪平道路。
參考文獻
Ciocarlan, RG., Farrando-Perez, J., Arenas-Esteban, D. et al. Tuneable mesoporous silica material for hydrogen storage application via nano-confined clathrate hydrate construction. Nat Commun 15, 8697 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-52893-3
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52893-3
