綠色、清潔的氫能被譽為“未來的清潔能源”，但氫氣運輸和儲存的技術瓶頸，卻一直都是阻礙其大規模應用的“絆腳石”。

目前主流的儲氫方式有兩種：一是將氫氣在高壓（通常700 bar以上）條件下存儲在重型氣罐中，二是將氫氣冷卻至-253°C使其液化并儲存在真空絕緣容器中。

然而，這兩種技術目前都有著顯著痛點：前者需要笨重的容器，且高壓存在泄漏和爆炸風險；后者則能耗極高，且低溫保溫技術復雜。

此外，固態儲氫材料雖然也能儲存大量氫氣，但這些氫化物通常會在室溫下結晶為固體，往往需要高溫（>100°C）才能分解并釋放氫氣。

以氨硼烷為例，這種氫化物有著極高的氫含量（19.6 wt%），但其所需的分解溫度高，而且氨硼烷的氫氣釋放動力學較差，可能伴隨氨氣和乙硼烷等副產物，限制了實際應用。

因此，科學家們近年來致力于探索更安全、更高效的儲氫方案。

最近，洛桑聯邦理工學院（EPFL）和京都大學的研究人員通過混合氨硼烷（AB）和四丁基硼氫化銨（TBABH），制備出了首款基于氫化物的深共晶溶劑（DES）。

這種由兩種簡單化學物質混合而成的富氫液體在室溫下不僅狀態穩定，而且氫含量高達6.9 wt%（重量百分比），遠超美國能源部的2025年目標（5.5 wt%）。

更重要的是，該液體僅需加熱至60°C即可釋放氫氣。

這一突破有望使室溫儲氫更加便捷、安全、高效。該研究成果發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。

面對氫能儲存、運輸瓶頸，研究人員致力于尋求通過改變現有儲存材料的化學成分，或者添加有助于氫氣釋放的物質來改善氫氣的儲存。

而深共晶溶劑（DES）就是一個富有前景的方向。深共晶溶劑是多種成分的混合物，其熔點明顯低于任何單一成分的熔點。

也就是說，通過開發深共晶溶劑，研究人員也可以調整和降低固體氫化物的熔點。

該化學性質對于液態儲氫至關重要，這意味著富含氫的固體化合物有望在常溫常壓下轉化為更易于處理的液體，為液態形式儲存氫能開辟新的途徑。

然而，到目前為止，尚未有基于氫化物的深共晶溶劑被報道。

為填補這一空白，近日，來自洛桑聯邦理工學院（EPFL）和京都大學的科學家們成功研發出了首個基于氫化物的深共晶溶劑（DES）樣品：一種透明、穩定的富氫液體，可以在室溫下保持液態。

新型深共晶溶劑的氫含量最高可達6.9w%，超過了包括美國能源部設定的2025年儲氫目標在內的多項儲氫技術目標，且僅需加熱至60°C即可釋放氫氣。

為了制造新型深共晶溶劑，研究人員將比例不同的氨硼烷（AB）和四丁基硼氫化銨（TBABH）物理混合，以確定哪種組合可以在室溫下保持液態。

最終，研究人員發現，氨硼烷比例在50%到80%之間時，目標混合物就能在室溫下形成穩定的氫富集液體，哪怕環境溫度低至零下，也不會再次結晶為固體。

來源：https://doi.org/10.1002/adma.202502566

這種液體玻璃化轉變溫度（即液體變成玻璃狀的溫度）低至-50°C，這說明深共晶溶劑表現出了顯著的熔點降低特性。要知道，氨硼烷和四丁基硼氫化銨自身的熔點分別在104℃和126℃。

研究人員表示，在干燥的存儲條件下，這種液體混合物狀態可穩定數周。

研究人員利用光譜法證實，由于來自四丁基硼氫化銨的BH4?陰離子與氨硼烷的NH3基團之間形成的強氫鍵，打破了它們通常的固體晶格結構，顯著降低了混合物的熔點。

測試表明，這種新型液體只需加熱至60°C即可釋放氫氣，遠低于大多數富氫固體，且不會產生太多雜質（因為雜質需要在更高的溫度下才會釋放）。

研究人員表示：“通過這種新型且實用的儲存方式，我們現在可以更輕松、更高效地獲取氫能了。”

而且，研究人員發現，分解過程是分兩步進行的。

在150℃以下，氨硼烷會首先分解，并在60℃下釋放H2；如果繼續加熱至90℃時，會有微量的NH3釋放；加熱至100℃時，才會有微量的硼氮烷釋放。

而在高于150°C的溫度下，四丁基硼氫化銨才會分解，并釋放出H2、NH3和CO2。

來源：https://doi.org/10.1002/adma.202502566

由于在第一階段只有氨硼烷分解，這意味著可以將四丁基硼氫化銨成分從氨硼烷副產物中分離出來并重復利用，進一步降低成本。

研究人員還提出，還有一種促使深共晶溶劑釋放純H2的方法——水解反應。因為他們注意到深共晶溶劑暴露在水分中也會析出H2。

所以研究人員認為，必須對深共晶溶劑的其他應用形式進行進一步研究，或許才能找到這些新型富氫液體的最佳應用方式。

總體而言，這種新型深共晶溶劑可以使氫氣的儲存和運輸更加簡單和安全，在常壓下保持液態，避免了壓縮或深冷的高能耗問題與泄漏風險。

如果該溶劑進一步大規模生產，工業界就可以不再依賴高壓儲罐或超冷液體，而是可以使用穩定、易于處理的室溫氫氣載體。

除了儲氫之外，這些成果還可能催生出用于其他用途的新型定制液體，例如化學品生產或綠色能源。

研究人員表示，這一發現為氫能研究和實用能源技術開辟了新的方向。