锂电池之后，下代将会是氢电池！大概率没有下代了，毕竟锂是第一号金属元素、二号阳离子元素，算是发展到电池顶峰了，要是硬说还有啥，只剩下“氢”了，“氢”有还原性，也有金属特性。不过氢气泄露、氢脆等等工业难题也需要严格防范，现阶段无法做到商业化，氢气成本也是高居不下，也有人觉得，氢能汽车，但这种喜欢懂模式、电传动好像确实有些鸡肋。除此以外，还有后一条路，就是醇类，通过生物制取后，能量密度比固态锂电池高出不少，但是有个致命缺点，就是成本过高，除非非洲提供能源，才能考虑。不过也有网友觉得要让车安全，金属元素越不活跃越好，下一步估计是钠电池。对此你们怎么看？

层状复合金属氢氧化物的结构与特性层状复合金属氢氧化物（LDHs，俗称水滑石）是一类二维层状阴离子型材料，具有特殊的层状结构。其周期性排列层板的化学组成为(M2+,M3+)(OH)6，（其中M2+代表二价金属阳离子，M3+代表三价金属阳离子），具有八面体结构的金属氢氧化物紧密堆叠形成带正电的层板结构。为了平衡电荷，层板之间存在客体集团An-，例如CO32-、NO3-、OH-、SO42-、PO43-、C6H4(COO)2-等无机阴离子或有机阴离子基团。LDHs材料的化学通式写作[M2+1–xM3+x(OH)2]x+(An–)x/n·mH2O。基于其化学组成及独特的结构特征，LDHs材料具有多种特性，具有极为广阔的应用前景：化学组成可调性：自然界中存在的天然水滑石是镁铝复合氢氧化物，然而研究表明，组成氢氧化物层板的金属元素不仅限于Mg与Al，层板之间的客体阴离子也可以更换。LDHs材料的性质由金属元素和阴离子种类决定，选择合适的元素及客体可以赋予LDHs材料多种特性并应用于各种领域；限域特性：LDHs材料的限域特性可以分为外限域、内限域与层间限域。由于LDHs本身限制，Pd、Pt、Au等贵金属元素无法进入层板之中。但LDHs层板边缘等位置具有缺陷位点，是良好的离子吸附和金属成核中心，即外限域特性；内限域特性指根据晶格能低效应，组成LDHs本身的金属元素在层板内高度分散，在拓扑转变过程中可以抑制金属原子的团聚和迁移；由于LDHs材料具有独特的二维层状结构，层板之间的有限空间也可以提供限域作用，沉积到层板之间的金属原子生长受限，控制金属组分的平均尺寸分布。LDHs限域特性可以有效抑制外源与内源金属元素的团聚与迁移，利用LDHs限域特性可以使金属活性组分均匀分散，可控制备得到高分散负载型催化剂，有利于提升催化活性。剥层特性。LDHs材料是氢氧化物层板有序排列堆叠而成，层板本身受到弱的静电引力作用，因此可以保持层状结构稳定存在。但通过施加一定的作用力能够可控地对材料进行剥层，即控制LDHs材料在纵向上的厚度。剥层操作的好处在于增加层板表面的暴露程度，有利于让表面的羟基或其他负载集团与反应物接触，同时提升材料本身的比表面积，共同促进催化反应的发生。除此之外，LDHs剥层后可以获得带正电的悬浊液，通过与带负电的材料混合，可以形成多种复合材料，称为静电组装过程。与其他材料复合后，不仅能共同拥有原本各材料的特性，而且在各材料之间形成新的界面，会为材料提供新的特性；结构拓扑特性。LDHs材料经历高温下拓扑转变所得的复合金属氧化物（MMO）材料可以保持前驱体的形貌，同时具有更好的热稳定性、更多的酸碱性位点。不仅如此，拓扑转变过程会形成粗糙表面，相比于平整光滑的表面具有更强的锚定作用。因此，以MMO直接作为催化剂或者作为载体的相关研究也为数众多；结构记忆特性。LDHs材料在高温条件下失水形成的MMO材料可以在水溶液中复原成LDHs材料，恢复原本的层状结构，这种特性被称作结构记忆效应。发生复原过程的前提条件是环境中存在H2O，同时需要在复原环境中提供可进入层间的集团，满足上述两条要求才可以成功发生复原过程。由于经历了结构破坏和重整再生的循环，复原过程并非的复原，终得到的LDHs与初始状态会在结晶度等方面具有一定差异。有文献指出，复原过程的难易程度与制备MMO的焙烧温度有关：较低温度下进行焙烧可以得到相对不稳定的反尖晶石相氧化物，容易发生复原过程；而高温焙烧会生成稳定的尖晶石相氧化物，焙烧温度越高复原过程越难以进行，直至完全不发生复原过程。不仅如此，复原过程的难易程度还与二价金属元素种类有关。在一定的条件下，可以控制复原程度不足，从而使获得的LDHs材料在几何结构、电子结构或缺陷结构上具有不同于前驱体的特征。参考文献：1.Liu Y, Huang B, Dai Y, et al. Selective Ethanol Formation from Photocatalytic Reduction ofCarbon Dioxide in Water with BiVO4 Photocatalyst[J]. Catalysis Communications, 2009, 3: 210-213.2.Sun S, Watanabe M, Wu J, et al. Ultrathin WO3·0.33H2O Nanotubes for CO2 Photoreduction to Acetate with High Selectivity[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018, 140: 6474-6482.

研究前沿：Nature Physics-金属氢 | 室温超导氢Hydrogen是宇宙中丰富的元素。然而，理解高密度氢的性质，仍然是公开的挑战之一，因为在兆巴压力下，电子和质子的量子性质都会出现，从而产生有别于凝聚态物质系统常见行为的奇异特性。实验是具有挑战性的，并且只能获得有限的可观察量，并且电子关联和核量子运动之间的相互作用，也使得标准模拟并不可靠。今日，意大利 罗马大学(University of Rome)Lorenzo Monacelli, Francesco Mauri等，法国 巴黎大学( Université de Paris )Michele Casula等，在Nature Physics上发文，提出了氢和氘在低温和高压下的计算相图，利用先进的方法，以描述质子的多体电子关联和量子非谐运动。研究表明，长期寻找的原子级金属氢相——预测为室温超导——在577(4) GPa形成。原子核的非简谐振动，将这一金属氢相的稳定性，定位在比以前估计或获得实验值大得多的压力。在原子化之前，分子氢在410(20) GPa时从金属相（相III）转变为仍然是分子的另一种金属结构（相VI）。同位素效应，使得两个跃迁的压力分别增加了63和32GPa。该项研究，预测了光谱学和直流电传导率中的特征，这些特征可以在实验上用于区分两种结构转变。图1：氢的低温高压相图的部分结构。图2：氢和氘的相图。图3：在模拟不同压力下的透射率和光导率实部，并比较III (C2/c-24) 和VI (Cmca-12)。图4：高压金属氢的反射率和真实感渲染photorealistic render。

如果再加上，金属氢或者阴离子氮。那就是真正意义上的n2爆弹，第四代核武器

一万个大气压=1000MPa，这是目前实验室是无法达到的压力。2018年，美国哈弗大学在不到500MPa的压力下制备出金属氢，这种材料具有超导能力。但制备出来的样品突然湮灭了。#金属氢简介#

氢大缺点就是能够使金属产生清脆现象，简单的说，就是能够使金属产生裂纹，这个难题是在世界上难以解决的。

金属氢还没整明白，金属水先来了！水能变金属神奇不？水不是金属，这是谁都知道的基本常识，但只要条件合适，水也能变成金属，这涉及到特殊化学领域！跟水变油可不是一回事，这是有科学依据的。[灵光一闪]以前我们在网上已经了解了金属氢和金属氮，我还专门做视频介绍了金属氢。要想把氢气或氮气变成金属，需要高的压强，改变原有的化学键类型。同样的方法也可以把水变成金属，而这需要4800万个大气压的压强。[灵光一闪]这次国外科学家不用高压环境也做出了金属水。就是真空中在液态的钾钠合金表面，让水蒸气形成水膜，而这个水膜中会溶解金属，注意是溶解不是反应。溶解了金属的水变成了金色，且有金属光泽(氢氧化钠和氢氧化钾水溶液是没有金属光泽的)。而金属钾钠合金本身是银色的。所以他们得到了有金属性质的水，能导电、有金属光泽，呈现金黄色。这个水是含有金属的，不是纯水，和水自己直接变成金属还有一些区别。但也是个伟大的发现。科学很神奇吧！