齊岳生物定制金屬基儲(chǔ)氫材料|碳基儲(chǔ)氫材料|產(chǎn)氫材料

儲(chǔ)氫材料:

儲(chǔ)氫材料(hydrogenstoragematerial)一類能可逆地吸收和釋放氫氣的材料。較早發(fā)現(xiàn)的是金屬鈀，1體積鈀能溶解幾百體積的氫氣，但鈀很貴，缺少實(shí)用價(jià)值。

中文名：儲(chǔ)氫材料

外文名：hydrogenstoragematerial

時(shí)間：20世紀(jì)70年代以后

不同儲(chǔ)氫方式：氣態(tài)、固態(tài)、液態(tài)

常見材料：合金、有機(jī)液體以及納米儲(chǔ)氫材料

要求：、成本低、容量大、使用方便

儲(chǔ)氫材料（hydrogenstoragematerial）

隨著工業(yè)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的,能源的需求也與日俱增。由于近幾十年來(lái)使用的能源主要來(lái)自化石燃料(如煤、石油和氣等),而其使用不可避免地污染環(huán)境,再加上其儲(chǔ)量有限,所以尋找可再生的綠色能源迫在眉睫。氫能作為一種儲(chǔ)量豐富、來(lái)源、能量密度高的綠色能源及能源載體,正引起人們的關(guān)注。氫能的研究和利用受到美、日、德、中、加等的高度重視,以期在21世紀(jì)中葉進(jìn)入“氫能經(jīng)濟(jì)(hydrogeneconomy)”時(shí)代。氫能利用需要解決以下3個(gè)問(wèn)題:氫的制取、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用,而氫能的儲(chǔ)運(yùn)則是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。氫在通常條件下以氣態(tài)形式存在,且易燃、易爆、易擴(kuò)散,使得人們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中要優(yōu)先考慮氫儲(chǔ)存和運(yùn)輸中的、和無(wú)泄漏損失,這給儲(chǔ)存和運(yùn)輸帶來(lái)很大的困難。

儲(chǔ)氫方式

氣態(tài)儲(chǔ)氫

氣態(tài)存儲(chǔ)是對(duì)氫氣加壓，減小體積，以氣體形式儲(chǔ)存于某些容器中，根據(jù)壓力大小的不同，氣態(tài)儲(chǔ)存又可分為低壓儲(chǔ)存和高壓儲(chǔ)存。氫氣可以像氣一樣用低壓儲(chǔ)存，使用的水密封儲(chǔ)槽。該方法適合大規(guī)模儲(chǔ)存氣體時(shí)使用。由于氫的密度太低，應(yīng)用不多。氣態(tài)高壓儲(chǔ)存是較普通和較直接的儲(chǔ)存方式，通過(guò)高壓閥的調(diào)節(jié)可以直接將氫氣釋放出來(lái)。普通高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是一種應(yīng)用、簡(jiǎn)便易行的儲(chǔ)氫方式,而且成本低,充放氣速度快,且在常溫下可進(jìn)行。但其缺點(diǎn)是需要厚重的耐壓容器,并要消耗較大的氫氣壓縮功,存在氫氣易泄漏和容器爆破等不因素。一個(gè)充氣壓力為15MPa的標(biāo)準(zhǔn)高壓鋼瓶?jī)?chǔ)氫重量約為1.0%;供太空用的鈦瓶?jī)?chǔ)氫重量也為5%?？梢?/font>,高壓鋼瓶?jī)?chǔ)氫的能量密度一般都比較低。

液態(tài)儲(chǔ)氫

氫氣在的低溫下,會(huì)以液態(tài)形式存在。因此,可以使用一種深冷的液氫儲(chǔ)存———低溫液態(tài)儲(chǔ)氫。與空氣液化相似,低溫液態(tài)儲(chǔ)氫也是先將氫氣壓縮,在經(jīng)過(guò)節(jié)流閥之前進(jìn)行冷卻,經(jīng)歷焦耳-湯姆遜等焓膨脹后,產(chǎn)生一些液體。將液體分離后,將其儲(chǔ)存在高真空的容器中,氣體繼續(xù)進(jìn)行上述循環(huán)。液氫儲(chǔ)存具有較高的體積能量密度。常溫、常壓下液氫的密度為氣態(tài)氫的845倍,體積能量密度比壓縮儲(chǔ)存要高好幾倍,與同一體積的儲(chǔ)氫容器相比,其儲(chǔ)氫質(zhì)量。液氫儲(chǔ)存工藝適宜于儲(chǔ)存空間有限的運(yùn)載場(chǎng)合,如航天飛機(jī)用的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和洲際飛行運(yùn)輸工具等。若從質(zhì)量和體積上考慮,液氫儲(chǔ)存是一種的儲(chǔ)氫方式。但是由于氫氣液化要消耗很大的冷卻能量,液化1kg氫需耗電4—10kW·h,增加了儲(chǔ)氫和用氫的成本。另外液氫儲(chǔ)存容器使用溫用的容器,由于液氫儲(chǔ)存的裝料和不完善容易導(dǎo)致較高的蒸發(fā)損失,因而其儲(chǔ)存成本較貴,也比較復(fù)雜。高度的儲(chǔ)氫容器是目前研究的。

固態(tài)儲(chǔ)氫

固態(tài)儲(chǔ)存是利用固體對(duì)氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng)等作用，將氫儲(chǔ)存于固體材料中。固態(tài)儲(chǔ)存一般可以做到、、高密度，是氣態(tài)儲(chǔ)存和液態(tài)儲(chǔ)存之后，較有前途的研究發(fā)現(xiàn)。固態(tài)儲(chǔ)存需要用到儲(chǔ)氫材料，需找和研制的儲(chǔ)氫材料，成為固態(tài)儲(chǔ)氫的當(dāng)務(wù)之急，也是未來(lái)儲(chǔ)氫發(fā)展和乃至整個(gè)氫能利用的關(guān)鍵。

存在問(wèn)題

范圍內(nèi)所測(cè)儲(chǔ)氫量相差太大：0.01(wt)%-67(wt)%，如何測(cè)定；儲(chǔ)氫機(jī)理如何；氫能汽車商業(yè)化的障礙是成本高，氫氣的儲(chǔ)存成本高；大多數(shù)儲(chǔ)氫合金自重大，壽命也是個(gè)問(wèn)題；自重低的鎂基合金很難常溫儲(chǔ)放氫；配位氫化物的可逆儲(chǔ)放氫等需進(jìn)一步研究研究；碳材料吸附儲(chǔ)氫受到重視，但基礎(chǔ)研究不夠，能否實(shí)用化還是個(gè)問(wèn)號(hào)。

金屬鈀儲(chǔ)氫材料

氣態(tài)儲(chǔ)氫材料

液態(tài)儲(chǔ)氫材料

固態(tài)儲(chǔ)氫材料

合金儲(chǔ)氫材料

吸氫元素或與氫有很強(qiáng)親和力的元素(A)

Ti儲(chǔ)氫材料

Zr儲(chǔ)氫材料

Ca儲(chǔ)氫材料

Mg儲(chǔ)氫材料

V儲(chǔ)氫材料

Nb儲(chǔ)氫材料

Re稀土元素

吸氫量小或根本不吸氫的元素(B)

Fe儲(chǔ)氫材料

Co儲(chǔ)氫材料

Ni儲(chǔ)氫材料

Cr儲(chǔ)氫材料

Cu儲(chǔ)氫材料

Al儲(chǔ)氫材料

二元系儲(chǔ)氫材料

三元系儲(chǔ)氫材料

多元系儲(chǔ)氫材料

稀土系儲(chǔ)氫材料

鎂系儲(chǔ)氫材料

鈦系儲(chǔ)氫材料

釩基固溶體儲(chǔ)氫材料

鋯系儲(chǔ)氫材料

吸氫類A金屬儲(chǔ)氫材料

不吸氫類B金屬儲(chǔ)氫材料

AB5型儲(chǔ)氫材料

AB2型儲(chǔ)氫材料

AB型儲(chǔ)氫材料

A2B型儲(chǔ)氫材料

無(wú)機(jī)物儲(chǔ)氫材料

N2-H2儲(chǔ)氫材料

CO-H2儲(chǔ)氫材料

CO2-H2儲(chǔ)氫材料

碳酸氫鹽與甲酸鹽反應(yīng)合成Pd/PdO催化劑

KHCO3儲(chǔ)氫材料

NaHCO3儲(chǔ)氫材料

NaOH儲(chǔ)氫材料

Li3N儲(chǔ)氫材料

有機(jī)物儲(chǔ)氫材料

納米儲(chǔ)氫材料

單相金屬間化合物AlNi納米微粒

碳質(zhì)材料儲(chǔ)氫材料

高比表面積活性炭（AC）

石墨納米纖維(GNF)

碳納米管(CNT)

配位氫化物儲(chǔ)氫材料

堿金屬Li、Na、K

堿土金屬Mg、Ca

LiBH4儲(chǔ)氫材料

NaBH4儲(chǔ)氫材料

KBH4儲(chǔ)氫材料

NaAlH4儲(chǔ)氫材料

水合物儲(chǔ)氫材料

孔穴形水合物冰狀晶體

儲(chǔ)氫金屬

稀土類化合物（LaNi5）

鈦系化合物（TiFe）

鎂系化合物（Mg2Ni

釩、鈮、鋯等金屬合金

合金氫化物材料

金屬配位氫化物材料

LaNi合金

多面體金屬間化合物LaNi5

富鑭混合稀土儲(chǔ)氫合金MmNi5

La1-xRExNi5-xMx體系材料

M=Mn,Cr,Fe,Co,Cu,A,Sn,Ge,Si;RE=富鈰混合稀土，Ce,Nd

AB2型Laves相系合金儲(chǔ)氫材料

AB型Laves相系合金材料

立方晶相C15(MgZn2)

六方晶相C14(MgCu2）

雙六方晶相C36(NiMg2)

Laves相系合金材料(ZrV2H5.3,ZrMn2H3.6,ZrCr2H3.4)

ZrCr2-xMx體系六方Laves相材料

Zr1-xTxCr2-y體系材料

鎂系儲(chǔ)氫合金

Mg2Ni鎂鎳合金

Mg2Cu鎂系儲(chǔ)氫合金

Mg2Ca鎂系儲(chǔ)氫合金

Mg1.92Al0.08Ni鎂系儲(chǔ)氫合金

合金氟

Fe-Ti系合金

儲(chǔ)氫材料

碳基儲(chǔ)氫材料

有機(jī)物儲(chǔ)氫材料

儲(chǔ)氫合金

配位氫化物儲(chǔ)氫材料

碳基儲(chǔ)氫材料

活性碳儲(chǔ)氫材料

碳纖維儲(chǔ)氫材料

碳納米管儲(chǔ)氫材料

有機(jī)物儲(chǔ)氫材料

有機(jī)氫化物苯

甲苯

甲基環(huán)己烷

萘儲(chǔ)氫合金

鎂系

稀土系

鈦系

Laves相系配位氫化物儲(chǔ)氫材料

堿金屬（Li,Na,K）

堿土金屬（Mg,Ca）

主族元素（B,Al）

常見的主要有LiAlH4

LiBH4

NaBH4

KBH4[3]

產(chǎn)氫材料

鋁合金水解產(chǎn)氫材料

鎂合金水解產(chǎn)氫材料

合金類水解產(chǎn)氫材料

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小編：wyf  04.21