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儲氫材料:

儲氫材料(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，缺少實用價值,。

中文名：儲氫材料

外文名：hydrogenstoragematerial

時間：20世紀(jì)70年代以后

不同儲氫方式：氣態(tài),、固態(tài)、液態(tài)

常見材料：合金,、有機(jī)液體以及納米儲氫材料

要求：,、成本低、容量大,、使用方便

儲氫材料（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,。由于近幾十年來使用的能源主要來自化石燃料(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,。氫能作為一種儲量豐富,、來源,、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)”時代,。氫能利用需要解決以下3個問題:氫的制取、儲運(yùn)和應(yīng)用,而氫能的儲運(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,使得人們在實際應(yīng)用中要優(yōu)先考慮氫儲存和運(yùn)輸中的,、和無泄漏損失,這給儲存和運(yùn)輸帶來很大的困難,。

儲氫方式

氣態(tài)儲氫

氣態(tài)存儲是對氫氣加壓，減小體積,，以氣體形式儲存于某些容器中,，根據(jù)壓力大小的不同，氣態(tài)儲存又可分為低壓儲存和高壓儲存,。氫氣可以像氣一樣用低壓儲存,，使用的水密封儲槽。該方法適合大規(guī)模儲存氣體時使用,。由于氫的密度太低,，應(yīng)用不多。氣態(tài)高壓儲存是較普通和較直接的儲存方式,，通過高壓閥的調(diào)節(jié)可以直接將氫氣釋放出來,。普通高壓氣態(tài)儲氫是一種應(yīng)用、簡便易行的儲氫方式,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,。一個充氣壓力為15MPa的標(biāo)準(zhǔn)高壓鋼瓶儲氫重量約為1.0%;供太空用的鈦瓶儲氫重量也為5%?？梢?/font>,高壓鋼瓶儲氫的能量密度一般都比較低,。

液態(tài)儲氫

氫氣在的低溫下,會以液態(tài)形式存在。因此,可以使用一種深冷的液氫儲存———低溫液態(tài)儲氫,。與空氣液化相似,低溫液態(tài)儲氫也是先將氫氣壓縮,在經(jīng)過節(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存要高好幾倍,與同一體積的儲氫容器相比,其儲氫質(zhì)量。液氫儲存工藝適宜于儲存空間有限的運(yùn)載場合,如航天飛機(jī)用的火箭發(fā)動機(jī),、汽車發(fā)動機(jī)和洲際飛行運(yùn)輸工具等,。若從質(zhì)量和體積上考慮,液氫儲存是一種的儲氫方式,。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,增加了儲氫和用氫的成本。另外液氫儲存容器使用溫用的容器,由于液氫儲存的裝料和不完善容易導(dǎo)致較高的蒸發(fā)損失,因而其儲存成本較貴,也比較復(fù)雜,。高度的儲氫容器是目前研究的,。

固態(tài)儲氫

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

存在問題

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

金屬鈀儲氫材料

氣態(tài)儲氫材料

液態(tài)儲氫材料

固態(tài)儲氫材料

合金儲氫材料

吸氫元素或與氫有很強(qiáng)親和力的元素(A)

Ti儲氫材料

Zr儲氫材料

Ca儲氫材料

Mg儲氫材料

V儲氫材料

Nb儲氫材料

Re稀土元素

吸氫量小或根本不吸氫的元素(B)

Fe儲氫材料

Co儲氫材料

Ni儲氫材料

Cr儲氫材料

Cu儲氫材料

Al儲氫材料

二元系儲氫材料

三元系儲氫材料

多元系儲氫材料

稀土系儲氫材料

鎂系儲氫材料

鈦系儲氫材料

釩基固溶體儲氫材料

鋯系儲氫材料

吸氫類A金屬儲氫材料

不吸氫類B金屬儲氫材料

AB5型儲氫材料

AB2型儲氫材料

AB型儲氫材料

A2B型儲氫材料

無機(jī)物儲氫材料

N2-H2儲氫材料

CO-H2儲氫材料

CO2-H2儲氫材料

碳酸氫鹽與甲酸鹽反應(yīng)合成Pd/PdO催化劑

KHCO3儲氫材料

NaHCO3儲氫材料

NaOH儲氫材料

Li3N儲氫材料

有機(jī)物儲氫材料

納米儲氫材料

單相金屬間化合物AlNi納米微粒

碳質(zhì)材料儲氫材料

高比表面積活性炭（AC）

石墨納米纖維(GNF)

碳納米管(CNT)

配位氫化物儲氫材料

堿金屬Li、Na,、K

堿土金屬Mg,、Ca

LiBH4儲氫材料

NaBH4儲氫材料

KBH4儲氫材料

NaAlH4儲氫材料

水合物儲氫材料

孔穴形水合物冰狀晶體

儲氫金屬

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

鎂系儲氫合金

Mg2Ni鎂鎳合金

Mg2Cu鎂系儲氫合金

Mg2Ca鎂系儲氫合金

Mg1.92Al0.08Ni鎂系儲氫合金

合金氟

Fe-Ti系合金

儲氫材料

碳基儲氫材料

有機(jī)物儲氫材料

儲氫合金

配位氫化物儲氫材料

碳基儲氫材料

活性碳儲氫材料

碳纖維儲氫材料

碳納米管儲氫材料

有機(jī)物儲氫材料

有機(jī)氫化物苯

甲苯

甲基環(huán)己烷

萘儲氫合金

鎂系

稀土系

鈦系

Laves相系配位氫化物儲氫材料

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