氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)解析課件

氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)介氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)介內(nèi)容提要1.緒言2.氫的制取3.氫的存儲(chǔ)4.儲(chǔ)氫材料5.氫能的展望內(nèi)容提要1.緒言一、緒言氫－二十一世紀(jì)的綠色能源。氫是自然界中最普遍的元素，資源無(wú)窮無(wú)盡－不存在枯竭問(wèn)題氫的熱值高，燃燒產(chǎn)物是水－零排放，無(wú)污染

，可循環(huán)利用氫能的利用途徑多－燃燒放熱或電化學(xué)發(fā)電氫的儲(chǔ)運(yùn)方式多－氣體、液體、固體或化合物一、緒言氫－二十一世紀(jì)的綠色能源。

氫的發(fā)現(xiàn)

1966年卡文迪許向英國(guó)皇家學(xué)會(huì)提交了一篇研究《人造空氣實(shí)驗(yàn)》，講了他用鐵，鋅等與稀鹽酸，稀硫酸作用制得‘‘易燃空氣”（即氫氣），并正確描述了氫氣的性。1931年，哈羅德·尤里發(fā)現(xiàn)了氘，后來(lái)英美化學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了氚。

二、氫的制取1.天然氣制氫:CH4=C+2H22.煤制氫:C+H2O=加熱=CO+H2

;C+2H2O=加熱=CO2+2H23.水電解制氫:2H2O=通電=2H2↑+O2↑實(shí)驗(yàn)室制氫4.生物制氫：C6H12O6+2H2O→4H2+2CH3COOH+2CO25.太陽(yáng)能制氫：CH3CH2OH=太陽(yáng)能=CH3CHO+H26.核能制氫：CH4+2H2O=CO2+4H27.等離子制氫：用極光束，閃光管等離子對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化制氫。 現(xiàn)在制取氫有很多種方法，但是能夠應(yīng)用到實(shí)際生活中的卻還需要我們具體討論。二、氫的制取1.天然氣制氫:CH4=C+2H2三、氫的存儲(chǔ)氣態(tài)儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫氣態(tài)儲(chǔ)氫：能量密度低不太安全液化儲(chǔ)氫：能耗高對(duì)儲(chǔ)罐絕熱性能要求高固態(tài)儲(chǔ)氫：體積儲(chǔ)氫容量高無(wú)需高壓及隔熱容器安全性好，無(wú)爆炸危險(xiǎn)可得到高純氫，提高氫的附加值固體制氫雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)但是現(xiàn)在還沒(méi)有研究出很好的儲(chǔ)氫固體物質(zhì)，還有待我們的繼續(xù)開(kāi)發(fā)。三、氫的存儲(chǔ)氣態(tài)儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫三種儲(chǔ)氫方法的比較：三種儲(chǔ)氫方法的比較：四、儲(chǔ)氫材料1.金屬儲(chǔ)氫材料：稀土系；鈦系；鎂系。2多孔吸附儲(chǔ)氫材料：聚合物；多孔礦物材料；金屬有機(jī)物多孔材料。3.有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料：,常用的有機(jī)物氫載體有苯、甲苯、甲基環(huán)己烷、萘等。4.納米材料：納米碳管；鎂基納米；納米貴金屬等。四、儲(chǔ)氫材料1.金屬儲(chǔ)氫材料：稀土系；鈦系；鎂系。氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)解析課件4.1金屬儲(chǔ)氫材料

金屬儲(chǔ)氫材料通常是指合金氫化物材料,其儲(chǔ)氫密度是標(biāo)態(tài)下氫氣的1000倍以上,與液氫相同甚至超過(guò)液氫。目前,趨于成熟和具備實(shí)用價(jià)值的金屬儲(chǔ)氫材料主要有鎂系合金和鈦系合金等。

科學(xué)家研究表明:某些金屬具有很強(qiáng)的捕捉氫的能力。在一定的溫度和壓力條件下,這些金屬能夠大量“吸收”氫氣,反應(yīng)生成金屬氫化物(metalhydrides),同時(shí)放出熱量。將這些金屬氫化物加熱,它們又會(huì)分解將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)。這些會(huì)“吸收”氫氣的金屬,被稱為儲(chǔ)氫合金(hydrogenstoragemetal)。(如圖1所示)4.1金屬儲(chǔ)氫材料

金屬儲(chǔ)氫材料通常是指合金氫化物氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)解析課件鎂系合金儲(chǔ)氫材料

鎂可直接與氫反應(yīng),在300℃~400℃和較高的壓力下,反應(yīng)生成MgH2。Mg+H2=MgH2,△H=一74.6kJ/mol。MgH2理論氫含量可達(dá)7.6%,具有金紅石結(jié)構(gòu),性能較穩(wěn)定,在287℃時(shí)分解壓為101.3kpa。由于純鎂的吸放氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能差,吸放氫溫度高,所以純鎂很少被用來(lái)儲(chǔ)存氫氣.為此人們又開(kāi)始研究鎂基儲(chǔ)氫合金材料。

到目前為止,人們已對(duì)300多種重要的鎂基儲(chǔ)氫合金材料進(jìn)行了研究。其中最具代表性的是Mg-Ni系儲(chǔ)氫合金,許多研究者圍繞該系列合金開(kāi)展了大量的研究工作。在制備方法上,主要研究了熔煉法、粉末燒結(jié)法、擴(kuò)散法、機(jī)械合金化法和氫化嫩燒合成法等,并且對(duì)鎂基儲(chǔ)氫合金進(jìn)行表面處理和熱處理來(lái)提高其動(dòng)力學(xué)性能和循環(huán)壽命。鎂系合金儲(chǔ)氫材料

鎂可直接與氫反應(yīng),在302.鈦系儲(chǔ)氫材料

鈦系儲(chǔ)里合金具有CsCI型結(jié)構(gòu),其最大優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫性能與稀土系相近,放氫溫度低、價(jià)格適中,以TiFe為代表。但不易活化、易中毒、滯后現(xiàn)象較嚴(yán)重。

另外,日本金屬材料技術(shù)研究所成功研制了具有吸氫量大、氫化速度快、活化容易等優(yōu)點(diǎn)的鈦、鐵氧化物儲(chǔ)氫體系。2.鈦系儲(chǔ)氫材料

鈦系儲(chǔ)里合金具有CsCI型結(jié)構(gòu)3.絡(luò)合物儲(chǔ)氫材料

絡(luò)合物用來(lái)儲(chǔ)氫起源于氫化硼絡(luò)合物的高含氫量,日本的科研人員首先開(kāi)發(fā)了氫化硼鈉和氫化硼鉀等絡(luò)合物儲(chǔ)氫材料,它們通過(guò)加水分解反應(yīng)可產(chǎn)生比其自身含氫量還多的氫氣。后來(lái)又有人研制了一種被稱為“Aranate”的新型貯氫材料———?dú)浠X絡(luò)合物。這些絡(luò)合物在加熱分解后可放出總量高達(dá)7.4%的氫。氫化硼和氫化鋁絡(luò)合物是很有發(fā)展前景的新型儲(chǔ)氫材料,但為了使其能得到實(shí)際應(yīng)用,人們還需探索新的催化劑或?qū)F(xiàn)有的鈦、鋯、鐵催化劑進(jìn)行優(yōu)化組合以改善NaAlH4等材料的低溫放氫性能,而且對(duì)于這類材料的回收—再生循環(huán)利用也須進(jìn)一步深入研究。3.絡(luò)合物儲(chǔ)氫材料

絡(luò)合物用來(lái)儲(chǔ)氫起源于氫化硼絡(luò)4.2多孔吸附儲(chǔ)氫材料

多孔固體材料具有儲(chǔ)氫工作壓力低、儲(chǔ)存容器重量輕、形狀選擇余地大等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前儲(chǔ)氫材料開(kāi)發(fā)和研究的熱點(diǎn)。作為儲(chǔ)氫用多孔吸附材料基本上可分為:碳基多孔材料、非碳納米管類材料、礦物多孔材料和金屬有機(jī)物多孔材料。（1）碳基多孔材料近年來(lái),由于納米材料制備技術(shù)的快速發(fā)展,碳及納米碳儲(chǔ)氫成為儲(chǔ)氫材料研究的焦點(diǎn)。其中活性碳(AC)以其吸附能力大、表面活性高、比表面積大、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)、易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為一種獨(dú)特的多功能吸附劑。與其它儲(chǔ)氫技術(shù)相比,超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫具有經(jīng)濟(jì)、儲(chǔ)氫量高、解吸快、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)和容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),是一種頗具潛力的儲(chǔ)氫方法。4.2多孔吸附儲(chǔ)氫材料多孔固體材料具有儲(chǔ)氫工超級(jí)活性炭吸附儲(chǔ)氫

超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫始于20世紀(jì)70年代末,是在中低溫(77～273K)、中高壓(1～10MPa)下利用超高比表面積的活性炭作吸附劑的吸附儲(chǔ)氫技術(shù)。與其他儲(chǔ)氫技術(shù)相比,超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫具有經(jīng)濟(jì)、儲(chǔ)氫量高、解吸快、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)和容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),是一種很具潛力的儲(chǔ)氫方法。周理]用比表面積為3000m2/g,微孔容積為15mL/g(依據(jù)CO2吸附)的超級(jí)活性炭來(lái)儲(chǔ)氫,在77K低溫、3MPa下就可儲(chǔ)5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氣;但隨溫度提高,儲(chǔ)氫量越來(lái)越低。詹亮等用高硫焦炭制備了一系列孔半徑為0.2～0.4nm的超級(jí)活性炭,研究表明:氫在超級(jí)活性炭上的吸附量,在較低壓力下隨壓力升高而顯著增加;在較高壓力下,活性炭的比表面積對(duì)其影響較為明顯。在293K/5MPa、94K/6MPa下,超級(jí)活性炭上儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)1.9%、9.8%,氫在超級(jí)活性炭上的等溫脫附率可達(dá)95.9%。超級(jí)活性炭吸附儲(chǔ)氫

超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫始于20世紀(jì)（2）礦物多孔儲(chǔ)氫材料礦物多孔儲(chǔ)氫材料是指具有結(jié)構(gòu)性納米孔道的多孔礦物,如:沸石、坡縷石、海泡石等。理論上講,它的儲(chǔ)氫原理與多孔材料的儲(chǔ)氫原理是相似的。也是利用材料表面對(duì)氫分子的靜電吸附來(lái)完成儲(chǔ)氫工作的。但到目前的研究為至,該類材料的儲(chǔ)氫能力還不是十分理想。（2）礦物多孔儲(chǔ)氫材料4.3.有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料

有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)是20世紀(jì)80年代國(guó)外開(kāi)發(fā)的一種新型儲(chǔ)氫技術(shù),其原理是借助不飽和液體有機(jī)物與氫的一對(duì)可逆反應(yīng),即加氫反應(yīng)和脫氫反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。烯烴、炔烴和芳烴等不飽和有機(jī)物均可作為儲(chǔ)氫材料,但從儲(chǔ)氫過(guò)程的能耗、儲(chǔ)氫量、儲(chǔ)氫劑和物理性質(zhì)等方面考慮,以芳烴特別是單環(huán)芳烴為佳。目前研究表明,只有苯、甲苯的脫氫過(guò)程可逆且儲(chǔ)氫量大,是比較理想的有機(jī)儲(chǔ)氫材料。4.3.有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)有機(jī)物儲(chǔ)氫的特點(diǎn):(1)儲(chǔ)氫量大,苯和甲苯的理論儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為7.19%和6.18%;(2)便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸;(3)可多次循環(huán)使用;(4)加氫反應(yīng)放出大量熱可供利用有機(jī)物儲(chǔ)氫的特點(diǎn):(1)儲(chǔ)氫量大,苯和甲苯的理論儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.4碳納米管儲(chǔ)氫材料（CNTs）1991年日本NEC公司Iijima教授發(fā)現(xiàn)CNTs納米碳管儲(chǔ)氫-美學(xué)者Dillon1997首開(kāi)先河單壁納米碳管束TEM照片多壁納米碳管TEM照片4.4碳納米管儲(chǔ)氫材料（CNTs）1991年日本NEC公司I從微觀結(jié)構(gòu)上來(lái)看,碳納米管是由一層或多層同軸中空管狀石墨烯構(gòu)成,可以簡(jiǎn)單地分為單壁碳納米管、多壁碳納米管以及由單壁碳納米管束形成的復(fù)合管,管直徑通常為納米級(jí),長(zhǎng)度在微米到毫米級(jí)。石墨納米纖維是一種截面呈十字型,面積為0.3～5nm2,長(zhǎng)度10～100μm之間的石墨材料,它的儲(chǔ)氫能力取決于其纖維結(jié)構(gòu)的獨(dú)特排布。氫氣在碳納米管中的吸附儲(chǔ)存機(jī)理比較復(fù)雜。根據(jù)吸附過(guò)程中吸附質(zhì)與吸附劑分子之間相互作用的區(qū)別,以及吸附質(zhì)狀態(tài)的變化,可分為物理吸附和化學(xué)吸附。1997年,Dillon等最早對(duì)單壁碳納米管的儲(chǔ)氫性能進(jìn)行了研究。他們采用程序升溫解吸法測(cè)定了未經(jīng)純化處理、含無(wú)定形炭和金屬催化劑顆粒的單壁碳納米管的吸附儲(chǔ)氫量,根據(jù)樣品中碳納米管的純度,計(jì)算出純碳納米管在常溫下能儲(chǔ)存5%～10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氣。進(jìn)一步的研究表明,采用高溫氧化的方法處理碳納米管,使管末端開(kāi)放,可以有效增加吸附量并提高吸附速率。從微觀結(jié)構(gòu)上來(lái)看,碳納米管是由一層或多層同軸中空管狀石墨烯構(gòu)

純化處理后多壁納米碳管最大放電容量為1157mAh/g，相當(dāng)于4.1％重量?jī)?chǔ)氫容量。經(jīng)過(guò)100充放電后，其仍保持最大容量的70％。單壁納米碳管最大放電容量為503mAh/g，相當(dāng)于1.84％重量?jī)?chǔ)氫容量。經(jīng)過(guò)100充放電后，其仍保持最大容量的80％。

盡管人們對(duì)碳納米管儲(chǔ)氫的研究已取得了一些進(jìn)展,但至今仍不能完全了解納米孔中發(fā)生的特殊物理化學(xué)過(guò)程,也無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)得納米管的密度,今后還應(yīng)在儲(chǔ)氫機(jī)理、復(fù)合摻雜改性和顯微結(jié)構(gòu)控制等方面進(jìn)行深入研究。

五、氫能的展望

氫的儲(chǔ)存技術(shù)是開(kāi)發(fā)利用氫能的關(guān)鍵性技術(shù),如何有效地對(duì)氫進(jìn)行儲(chǔ)存,并且在使用時(shí)能夠方便地釋放出來(lái),是該項(xiàng)技術(shù)研究的焦點(diǎn)。碳質(zhì)吸附儲(chǔ)氫還處于初期的發(fā)展階段,目前的研究重點(diǎn)是提高室溫、常壓下氫的吸附量。在吸附機(jī)理、吸附劑的合成和吸附劑的凈化等方面取得突破性進(jìn)展。盡管許多工作還沒(méi)有展開(kāi),但碳質(zhì)吸附儲(chǔ)氫已經(jīng)顯示出了一定的優(yōu)越性,是未來(lái)非常有潛力的氫儲(chǔ)存方式。氫能作為最清潔的可再生能源，近10多年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視，中國(guó)近年來(lái)也投入巨資進(jìn)行相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)研究，氫能汽車在發(fā)達(dá)國(guó)家已示范運(yùn)行，中國(guó)也正在籌劃引進(jìn)。五、氫能的展望氫的儲(chǔ)存技術(shù)是開(kāi)發(fā)利用氫能的關(guān)鍵參考文獻(xiàn)References[1]閆蒙鋼,張犟,朱小麗.能源新秀-儲(chǔ)氫材料簡(jiǎn)介[J].化學(xué)教學(xué),2008,06(6):56-58.[2]周建偉.儲(chǔ)氫材料的研究進(jìn)展[J].化學(xué)教育,2008,01(1):3-8.

[3]周理.材料導(dǎo)報(bào)[J]2000,14(3):3-5.[4]盧淑琴,吳斗思.氫能及金屬基儲(chǔ)氫材料[J].天津紡織工學(xué)院學(xué)報(bào),1996,15,2(49):100-104.[5]蘇海燕,徐恒泳.儲(chǔ)氫材料研究進(jìn)展[J].天然氫工,2005,30（6）:48-49參考文獻(xiàn)References[1]閆蒙鋼,張犟,朱小麗.能Titletexttogohere其中不足，請(qǐng)各位批評(píng)指正。Titletexttogohere其中不足，請(qǐng)各位批氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)介氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)介內(nèi)容提要1.緒言2.氫的制取3.氫的存儲(chǔ)4.儲(chǔ)氫材料5.氫能的展望內(nèi)容提要1.緒言一、緒言氫－二十一世紀(jì)的綠色能源。氫是自然界中最普遍的元素，資源無(wú)窮無(wú)盡－不存在枯竭問(wèn)題氫的熱值高，燃燒產(chǎn)物是水－零排放，無(wú)污染

，可循環(huán)利用氫能的利用途徑多－燃燒放熱或電化學(xué)發(fā)電氫的儲(chǔ)運(yùn)方式多－氣體、液體、固體或化合物一、緒言氫－二十一世紀(jì)的綠色能源。

氫的發(fā)現(xiàn)

1966年卡文迪許向英國(guó)皇家學(xué)會(huì)提交了一篇研究《人造空氣實(shí)驗(yàn)》，講了他用鐵，鋅等與稀鹽酸，稀硫酸作用制得‘‘易燃空氣”（即氫氣），并正確描述了氫氣的性。1931年，哈羅德·尤里發(fā)現(xiàn)了氘，后來(lái)英美化學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了氚。

二、氫的制取1.天然氣制氫:CH4=C+2H22.煤制氫:C+H2O=加熱=CO+H2

;C+2H2O=加熱=CO2+2H23.水電解制氫:2H2O=通電=2H2↑+O2↑實(shí)驗(yàn)室制氫4.生物制氫：C6H12O6+2H2O→4H2+2CH3COOH+2CO25.太陽(yáng)能制氫：CH3CH2OH=太陽(yáng)能=CH3CHO+H26.核能制氫：CH4+2H2O=CO2+4H27.等離子制氫：用極光束，閃光管等離子對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化制氫。 現(xiàn)在制取氫有很多種方法，但是能夠應(yīng)用到實(shí)際生活中的卻還需要我們具體討論。二、氫的制取1.天然氣制氫:CH4=C+2H2三、氫的存儲(chǔ)氣態(tài)儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫氣態(tài)儲(chǔ)氫：能量密度低不太安全液化儲(chǔ)氫：能耗高對(duì)儲(chǔ)罐絕熱性能要求高固態(tài)儲(chǔ)氫：體積儲(chǔ)氫容量高無(wú)需高壓及隔熱容器安全性好，無(wú)爆炸危險(xiǎn)可得到高純氫，提高氫的附加值固體制氫雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)但是現(xiàn)在還沒(méi)有研究出很好的儲(chǔ)氫固體物質(zhì)，還有待我們的繼續(xù)開(kāi)發(fā)。三、氫的存儲(chǔ)氣態(tài)儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫三種儲(chǔ)氫方法的比較：三種儲(chǔ)氫方法的比較：四、儲(chǔ)氫材料1.金屬儲(chǔ)氫材料：稀土系；鈦系；鎂系。2多孔吸附儲(chǔ)氫材料：聚合物；多孔礦物材料；金屬有機(jī)物多孔材料。3.有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料：,常用的有機(jī)物氫載體有苯、甲苯、甲基環(huán)己烷、萘等。4.納米材料：納米碳管；鎂基納米；納米貴金屬等。四、儲(chǔ)氫材料1.金屬儲(chǔ)氫材料：稀土系；鈦系；鎂系。氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)解析課件4.1金屬儲(chǔ)氫材料

金屬儲(chǔ)氫材料通常是指合金氫化物材料,其儲(chǔ)氫密度是標(biāo)態(tài)下氫氣的1000倍以上,與液氫相同甚至超過(guò)液氫。目前,趨于成熟和具備實(shí)用價(jià)值的金屬儲(chǔ)氫材料主要有鎂系合金和鈦系合金等。

科學(xué)家研究表明:某些金屬具有很強(qiáng)的捕捉氫的能力。在一定的溫度和壓力條件下,這些金屬能夠大量“吸收”氫氣,反應(yīng)生成金屬氫化物(metalhydrides),同時(shí)放出熱量。將這些金屬氫化物加熱,它們又會(huì)分解將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)。這些會(huì)“吸收”氫氣的金屬,被稱為儲(chǔ)氫合金(hydrogenstoragemetal)。(如圖1所示)4.1金屬儲(chǔ)氫材料

金屬儲(chǔ)氫材料通常是指合金氫化物氫能產(chǎn)生與存儲(chǔ)關(guān)鍵材料簡(jiǎn)解析課件鎂系合金儲(chǔ)氫材料

鎂可直接與氫反應(yīng),在300℃~400℃和較高的壓力下,反應(yīng)生成MgH2。Mg+H2=MgH2,△H=一74.6kJ/mol。MgH2理論氫含量可達(dá)7.6%,具有金紅石結(jié)構(gòu),性能較穩(wěn)定,在287℃時(shí)分解壓為101.3kpa。由于純鎂的吸放氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能差,吸放氫溫度高,所以純鎂很少被用來(lái)儲(chǔ)存氫氣.為此人們又開(kāi)始研究鎂基儲(chǔ)氫合金材料。

到目前為止,人們已對(duì)300多種重要的鎂基儲(chǔ)氫合金材料進(jìn)行了研究。其中最具代表性的是Mg-Ni系儲(chǔ)氫合金,許多研究者圍繞該系列合金開(kāi)展了大量的研究工作。在制備方法上,主要研究了熔煉法、粉末燒結(jié)法、擴(kuò)散法、機(jī)械合金化法和氫化嫩燒合成法等,并且對(duì)鎂基儲(chǔ)氫合金進(jìn)行表面處理和熱處理來(lái)提高其動(dòng)力學(xué)性能和循環(huán)壽命。鎂系合金儲(chǔ)氫材料

鎂可直接與氫反應(yīng),在302.鈦系儲(chǔ)氫材料

鈦系儲(chǔ)里合金具有CsCI型結(jié)構(gòu),其最大優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫性能與稀土系相近,放氫溫度低、價(jià)格適中,以TiFe為代表。但不易活化、易中毒、滯后現(xiàn)象較嚴(yán)重。

另外,日本金屬材料技術(shù)研究所成功研制了具有吸氫量大、氫化速度快、活化容易等優(yōu)點(diǎn)的鈦、鐵氧化物儲(chǔ)氫體系。2.鈦系儲(chǔ)氫材料

鈦系儲(chǔ)里合金具有CsCI型結(jié)構(gòu)3.絡(luò)合物儲(chǔ)氫材料

絡(luò)合物用來(lái)儲(chǔ)氫起源于氫化硼絡(luò)合物的高含氫量,日本的科研人員首先開(kāi)發(fā)了氫化硼鈉和氫化硼鉀等絡(luò)合物儲(chǔ)氫材料,它們通過(guò)加水分解反應(yīng)可產(chǎn)生比其自身含氫量還多的氫氣。后來(lái)又有人研制了一種被稱為“Aranate”的新型貯氫材料———?dú)浠X絡(luò)合物。這些絡(luò)合物在加熱分解后可放出總量高達(dá)7.4%的氫。氫化硼和氫化鋁絡(luò)合物是很有發(fā)展前景的新型儲(chǔ)氫材料,但為了使其能得到實(shí)際應(yīng)用,人們還需探索新的催化劑或?qū)F(xiàn)有的鈦、鋯、鐵催化劑進(jìn)行優(yōu)化組合以改善NaAlH4等材料的低溫放氫性能,而且對(duì)于這類材料的回收—再生循環(huán)利用也須進(jìn)一步深入研究。3.絡(luò)合物儲(chǔ)氫材料

絡(luò)合物用來(lái)儲(chǔ)氫起源于氫化硼絡(luò)4.2多孔吸附儲(chǔ)氫材料

多孔固體材料具有儲(chǔ)氫工作壓力低、儲(chǔ)存容器重量輕、形狀選擇余地大等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前儲(chǔ)氫材料開(kāi)發(fā)和研究的熱點(diǎn)。作為儲(chǔ)氫用多孔吸附材料基本上可分為:碳基多孔材料、非碳納米管類材料、礦物多孔材料和金屬有機(jī)物多孔材料。（1）碳基多孔材料近年來(lái),由于納米材料制備技術(shù)的快速發(fā)展,碳及納米碳儲(chǔ)氫成為儲(chǔ)氫材料研究的焦點(diǎn)。其中活性碳(AC)以其吸附能力大、表面活性高、比表面積大、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)、易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為一種獨(dú)特的多功能吸附劑。與其它儲(chǔ)氫技術(shù)相比,超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫具有經(jīng)濟(jì)、儲(chǔ)氫量高、解吸快、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)和容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),是一種頗具潛力的儲(chǔ)氫方法。4.2多孔吸附儲(chǔ)氫材料多孔固體材料具有儲(chǔ)氫工超級(jí)活性炭吸附儲(chǔ)氫

超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫始于20世紀(jì)70年代末,是在中低溫(77～273K)、中高壓(1～10MPa)下利用超高比表面積的活性炭作吸附劑的吸附儲(chǔ)氫技術(shù)。與其他儲(chǔ)氫技術(shù)相比,超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫具有經(jīng)濟(jì)、儲(chǔ)氫量高、解吸快、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)和容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),是一種很具潛力的儲(chǔ)氫方法。周理]用比表面積為3000m2/g,微孔容積為15mL/g(依據(jù)CO2吸附)的超級(jí)活性炭來(lái)儲(chǔ)氫,在77K低溫、3MPa下就可儲(chǔ)5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的氫氣;但隨溫度提高,儲(chǔ)氫量越來(lái)越低。詹亮等用高硫焦炭制備了一系列孔半徑為0.2～0.4nm的超級(jí)活性炭,研究表明:氫在超級(jí)活性炭上的吸附量,在較低壓力下隨壓力升高而顯著增加;在較高壓力下,活性炭的比表面積對(duì)其影響較為明顯。在293K/5MPa、94K/6MPa下,超級(jí)活性炭上儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)1.9%、9.8%,氫在超級(jí)活性炭上的等溫脫附率可達(dá)95.9%。超級(jí)活性炭吸附儲(chǔ)氫

超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)氫始于20世紀(jì)（2）礦物多孔儲(chǔ)氫材料礦物多孔儲(chǔ)氫材料是指具有結(jié)構(gòu)性納米孔道的多孔礦物,如:沸石、坡縷石、海泡石等。理論上講,它的儲(chǔ)氫原理與多孔材料的儲(chǔ)氫原理是相似的。也是利用材料表面對(duì)氫分子的靜電吸附來(lái)完成儲(chǔ)氫工作的。但到目前的研究為至,該類材料的儲(chǔ)氫能力還不是十分理想。（2）礦物多孔儲(chǔ)氫材料4.3.有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料

有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)是20世紀(jì)80年代國(guó)外開(kāi)發(fā)的一種新型儲(chǔ)氫技術(shù),其原理是借助不飽和液體有機(jī)物與氫的一對(duì)可逆反應(yīng),即加氫反應(yīng)和脫氫反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。烯烴、炔烴和芳烴等不飽和有機(jī)物均可作為儲(chǔ)氫材料,但從儲(chǔ)氫過(guò)程的能耗、儲(chǔ)氫量、儲(chǔ)氫劑和物理性質(zhì)等方面考慮,以芳烴特別是單環(huán)芳烴為佳。目前研究表明,只有苯、甲苯的脫氫過(guò)程可逆且儲(chǔ)氫量大,是比較理想的有機(jī)儲(chǔ)氫材料。4.3.有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)有機(jī)物儲(chǔ)氫的特點(diǎn):(1)儲(chǔ)氫量大,苯和甲苯的理論儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為7.19%和6.18%;(2)便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸;(3)可多次循環(huán)使用;(4)加氫反應(yīng)放出大量熱可供利用有機(jī)物儲(chǔ)氫的特點(diǎn):(1)儲(chǔ)氫量大,苯和甲苯的理論儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.4碳納米管儲(chǔ)氫材料（CNTs）1991年日本NEC公司Iijima教授發(fā)現(xiàn)CNTs納米碳管儲(chǔ)氫-美學(xué)者Dillon1997首開(kāi)先河單壁納米碳管束TEM照片多壁納米碳管TEM照片4.4碳納米管儲(chǔ)氫材料（CNTs）1991年日本NEC公司I從微觀結(jié)構(gòu)上來(lái)看,碳納米管是由一層或多層同軸中空管狀石墨烯構(gòu)成,可以簡(jiǎn)單地分為單壁碳納米管、多壁碳納米管以及由單壁碳納米管束形成的復(fù)合管,管直徑通常為納米級(jí),長(zhǎng)度在微米到毫米級(jí)。石墨納米纖維是一種截面呈十字型,面積為0.3～5nm2,長(zhǎng)度10～100μm之間的石墨材料,它的儲(chǔ)氫能力取決于其纖維結(jié)構(gòu)的獨(dú)特排布。氫氣在碳納米管中的吸附儲(chǔ)存機(jī)理比較復(fù)雜。根據(jù)吸附過(guò)程中吸附質(zhì)與吸附劑分子之間相互作用的區(qū)別,以及吸附質(zhì)狀態(tài)的變化,可分為物理吸附和化學(xué)吸附。1997年,Dillon等最早對(duì)單壁碳納米管的儲(chǔ)氫性能進(jìn)行了研究。他們采用程序升溫解吸法測(cè)定了未經(jīng)純化處理、含無(wú)定形炭和金屬催化劑顆粒的單壁碳納米管的吸附儲(chǔ)氫量,根據(jù)樣品中碳納米管的純度,計(jì)算出純碳納