據(jù)國外網(wǎng)站報道，吸氫材料主要用于儲氫和凈化，因此可用作清潔能源的載體。最好的氫吸收劑鈀可以通過與金元素合金化來進一步改善儲氫效率。

由東京工業(yè)大學(xué)引領(lǐng)的新研究首次解釋了黃金是如何產(chǎn)生這樣的差異，這對于進一步改進是十分有價值的。

儲氫的第一步是化學(xué)吸附，其中氣態(tài)H2與鈀碰撞并吸附(粘附)在鈀表面。之后，化學(xué)吸附的H原子擴散到幾個納米深的原子表面。最近發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊(PNAS)上的一篇文章報道說，該小組專注于這個緩慢的第二步，而這是整個過程的關(guān)鍵。

在純鈀中，與鈀碰撞的氫氣分子中大約只有1/1000能夠被吸收到內(nèi)部。然而，當鈀表面與金合金化時，其吸收速度快40倍以上。

根據(jù)該研究，金的含量至關(guān)重要，當金原子數(shù)略少于單個鈀單層的一半(0.4)時，金含量是最合適的，此時氫吸收能達到最大化。這是通過熱解光譜法和使用伽馬射線對H原子的深度測量發(fā)現(xiàn)的。

金原子主要位于合金表面。在純鈀中，即使在這個深度以下，儲氫也會得到改善。因此，金很有可能是加速氫擴散，而不是改善其溶解度。

這種擴散作用類似于典型的化學(xué)反應(yīng)，其速率由能壘決定，即H原子必須克服才能穿過鈀原子。勢壘高度是化學(xué)吸附H原子的能量與它們必須通過以到達第一個亞表面位置的過渡態(tài)之間的間隙。

根據(jù)密度泛函理論(DFT)計算，金原子使化學(xué)吸附氫變得不穩(wěn)定，從而增加其能量并降低能壘。通過使表面成為H原子不穩(wěn)定的環(huán)境，這可以促使它們更快地滲透到更深的位置，而不是在表面徘徊。光電子能譜表明，金原子將鈀電子的能量向下推，削弱了它們化學(xué)吸附氫的能力。

然而，弱化學(xué)吸附的H原子也更容易從表面解吸，即返回氣相。這個過程解釋了為什么僅用0.4個厚的單層金來實現(xiàn)氫儲存最大化，如果再添加金，則氫的解吸超過其擴散，吸氫能力減弱。