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恭賀!本校劉鎮維主任團隊獲德國化學期刊封面
發佈日期 : 2014-07-14

本校化學系系主任劉鎮維所帶領的實驗室在金屬氫化物的領域獨樹一格,與法國理論計算團隊及澳洲中子設施團隊跨國合作,近期結果發表在德國化學期刊Angewandte Chemie(John Wiley & Sons, Inc., IF 13.734),同時獲選該期刊當期封面照片。

國立東華大學化學系劉鎮維實驗室成功合成出一種穩定的銅金屬氫化物(copper hydride),結構中含有大量氫負離子(hydride),照射太陽光或是加熱至80oC就可以釋放氫氣,再加入氫負離子之後又可以將之穩定的儲存在結構中並且繼續循環利用,由於氫氣作為燃料不會造成環境汙染,因此這項研究成果對替代能源的開發深具意義。

劉鎮維主任表示,人類自進入工業時代以來,燃燒石油、煤炭及天然氣為世界主要的能源消費結構,也衍生了許多溫室效應氣體及有毒微粒的問題,近年來發展核能、太陽能、潮汐、洋流、地熱、風力等等非燃燒的方式來獲取能源,其中核能的發展雖然使得目前的能源結構改變,但其衍生出來的核廢料處置問題並沒有獲得適當的解決,目前仍是以隔離掩埋的方式處理,臺灣低階核廢料封存在離島蘭嶼地區,高階核廢料目前存放於核電廠的冷卻池中,經由數年的冷卻,封裝後將移至乾式儲存設施,再置於最終處置地點。

臺灣的產生的廢棄核子燃料遠多於目前儲存設施的設計容量,在未找到最終處置核廢料的地點之前,核能仍無法成為燃燒石化燃料的一種有效替代能源,因此,尋找並發展其他替代能源在二十一世紀為首要之務。

氫氣作為燃料能源有其優勢,每仟克燃燒所產生的熱量約為等質量汽油的三倍,且燃燒過後只產生水並不會造成環境汙染,是一項非常有潛力的能源。製造氫氣及儲存氫氣的技術同樣重要,在經濟及安全上需要取得平衡。

劉鎮維實驗室所合成的金屬氫化物主要以銅金屬為主,銅相較其他貴金屬便宜,在成本上具有優勢,此化合物核心由銅和氫所構成的多面體骨架像是中國象牙球一樣的層狀結構,層與層之間靠著銅和氫的作用力維持,並利用特殊的配位基保護銅氫化物的核心,其化合物的穩定性高於其他已知的金屬氫化物(metal hydride)。

為瞭解金屬與氫之間的作用力,必須鑑定氫原子的準確位置,由於氫的電子數目太少,X光繞射(X-ray diffraction)實驗無法有效鑑定氫原子在化合物中的準確位置,先後由法國理論計算團隊算出銅和氫的位置,並在澳洲團隊的協助下做中子繞射(neutron diffraction)實驗,最後定出氫的原子核準確位置,對於將來在銅金屬和氫原子之間作用力的研究有很大的幫助。

最後更新 : 2014-07-14
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