第3章 贮氢合金
新能源材料——储氢材料的研究进展
目录1 储氢合金 (1)1.1 储氢合金的原理 (1)1.2 理想的贮氢金属氢化物 (2)1.3 常用储氢合金 (2)1.3.1 稀土系储氢合金 (2)1.3.2 镁系储氢合金 (2)1.3.3 镁基储氢材料的主要制备方法 (2)2 碳基和有机物储氢材料 (2)2.1 碳基储氢材料 (2)2.1.1 活性炭储氢 (2)2.1.2 碳纤维储氢材料 (3)2.1.3 碳纳米管储氢材料 (3)2.2 有机物储氢材料 (3)2.2.1 有机液体储氢 (3)2.2.2 金属有机物储氢 (3)3 络合物储氢材料 (3)4 玻璃微球储氢材料 (4)5 总结 (4)6 参考文献 (5)新能源材料——储氢材料的研究进展摘要综述了近年来储氢材料的研究进展, 简要介绍了合金、碳基和有机物、络合物和玻璃微球等几种主要储氢材料的储氢材料应用并指出储氢材料发展趋势。
关键词储氢材料，应用，进展能源是国民经济的基础, 是人类赖以生产、生活和生存的重要源泉。
随着科学技术的进步, 人类社会经历了薪柴、煤炭和石油三个能源阶段。
从未来社会能源结构看, 人类一方面要面对煤、石油等矿物能源的日益枯竭, 另一方面又要正视矿物能源所造成的环境污染问题。
如酸雨、温室效应等已给人类带来了相当大的危害, 而汽车尾气也成为大气污染的一个主要来源之一。
因此寻找一种可替代传统碳氢化合物能源的新能源已成为世界各国科学家毕生奋斗的目标。
氢在宇宙间含量丰富, 具有许多特殊的性质, 是理想的二次能源。
氢是一种高能量密度、清洁的绿色新能源, 它在燃料电池以及高能可充放电电池等方面展现了很好的应用前景。
在利用氢能的过程中, 氢气的储存和运输是关键问题。
传统的高压气瓶或以液态、固态储氢都不经济也不安全。
而使用储氢材料储氢能很好地解决这些问题。
目前所用的储氢材料主要有合金、碳基和有机物、某些络合物和玻璃微球储氢材料。
本文讨论了几种主要储氢材料的储氢功能特点, 综述了它们的近期研究进展。
新型的储氢方法：储氢合金
新型的储氢方法：储氢合金传统储氢方法有两种：一种方法是利用高压钢瓶(氢气瓶)来储存氢气，但钢瓶储存氢气的容积小，瓶里的氢气即使加压到150个大气压，所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1%，而且还有爆炸的危险;另一种方法是储存液态氢，将气态氢降温到-253 0C变为液体进行储存，但液体储存箱专门庞大，需要极好的绝热装置来隔热，才能防止液态氢可不能沸腾汽化。
近年来，一种新型简便的储氢方法应运而生，即利用储氢合金(金属氢化物)来储存氢气。
研究证明，某些金属具有专门强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸取”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。
其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢开释出来。
这些会“吸取”氢气的金属，称为储氢合金。
储氢合金的储氢能力专门强。
单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。
目前研究进展中的储氢合金，要紧有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。
储氢合金还能够用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到专门高的纯度。
例如，采纳储氢合金，能够以专门低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。
储氢合金是一种能在晶体的间隙中大量储存氢原子的合金材料。
这种合金具有可逆吸放氢的奇异性质。
它能够储备相当于合金自躯体积上千倍的氢气，其吸氢密度超过液态氢和固态氢密度，即轻便又安全，显示出无比的优越性。
具有有用价值的储氢合金必须具备以下差不多性能：1、储氢量大;2、容易活化;3、离解压力适中;4、在室温下吸放氢反应速度快;5、成本低寿命长。
储氢合金的飞速进展，给氢气的利用开创了一条宽敞的道路。
在工业领域独领风骚一个世纪的内燃机，专门快就要面对以氢为能源的燃料电池的挑战。
对现有的内燃机做适当的改动后，就能在内燃机中使用氢来代替汽油作燃料。
近年来，国际车坛显现氢能汽车开发热，世界四大汽车公司――美国的福特、德国的戴姆勒-奔腾、美国的通用和日本的丰田，都在加快研制氢能汽车的步伐。
储氢合金的名词解释
储氢合金的名词解释储氢合金是一种用于储存和释放氢气的材料。
它是由一种或多种金属与氢气相结合形成的金属-氢的固体溶液。
储氢合金是一项重要的能源储存技术，能够解决氢气作为一种清洁能源的储存和运输问题，被广泛应用于氢能源行业、航空航天领域和可再生能源等领域。
1. 储氢合金的基本原理储氢合金的基本原理是利用金属与氢气之间的物理和化学相互作用来实现氢气的储存和释放。
在储氢合金中，金属作为吸附剂，扮演着吸附和储存氢气的角色。
当储氢合金暴露在氢气环境中时，氢气会进入金属晶格并与金属原子相结合，形成金属-氢化物化合物。
当需要释放氢气时，通过改变温度、压力或其他条件，可以使金属-氢化物化合物分解，释放出储存的氢气。
2. 储氢合金的优势储氢合金在能源储存领域具有很多优势。
首先，与传统的气体或液态氢储存方式相比，储氢合金可以以更高的体积和质量比存储更多的氢气。
其次，储氢合金具有较高的储氢容量和储氢速率，能够满足高强度和长时间的氢气需求。
此外，储氢合金具有良好的循环稳定性和循环寿命，能够多次重复吸附和释放氢气而不损失性能。
最重要的是，储氢合金是一种可再生的储氢材料，可以通过简单的处理方法，如升温、降压等，使其重新恢复吸附氢气能力。
3. 储氢合金的应用领域储氢合金在多个领域都有广泛的应用。
在氢能源领域，储氢合金被用作储存和释放氢气的媒介，为氢燃料电池、氢气发动机等提供持续稳定的氢气供应。
在航空航天领域，储氢合金被应用于火箭推进系统和宇航器动力系统，可以提供高能量密度和高可靠性的氢气储存解决方案。
在可再生能源领域，储氢合金可以将太阳能和风能等不稳定的可再生能源转化为可储存和可输送的氢气，提供可靠的能源供应。
4. 储氢合金的挑战与发展方向储氢合金作为一种新兴的能源储存技术，目前还存在一些挑战。
首先，储氢合金的设计与制备需要更深入的研究和优化，以获得更高的储氢容量和释氢速率。
其次，储氢合金的储氢和释氢过程中可能伴随着金属的结构变化和疲劳损伤，影响储氢合金的循环稳定性和使用寿命。
纳米储氢合金制备方法
纳米储氢合金制备方法一、化学气相沉积法化学气相沉积是一种常用的制备纳米材料的方法，通过控制反应条件，如温度、压力、气体流量等，可以在较低的温度下制备出高纯度的纳米材料。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将合金材料放置在高温炉中，通入氢气等反应气体，通过化学反应生成储氢合金纳米颗粒。
二、物理气相沉积法物理气相沉积法是一种制备纳米材料的方法，通过将材料加热到熔融状态后迅速冷却，再通过物理方法将固态颗粒分散到气体中，形成纳米颗粒。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金材料加热到熔融状态，再通过物理方法将熔融状态的合金分散到气体中，形成纳米颗粒。
三、溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种制备纳米材料的方法，通过将前驱体溶液在恒温下进行水解和聚合反应，形成溶胶，再将溶胶干燥、烧结后得到纳米材料。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将前驱体溶液混合储氢合金元素，通过水解和聚合反应形成溶胶，再将溶胶干燥、烧结后得到纳米储氢合金。
四、微乳液法微乳液法是一种制备纳米材料的方法，通过将两种互不相溶的溶剂混合在一起，形成微乳液，再通过控制反应条件制备出纳米颗粒。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金元素溶解在油性溶剂中，再与水性溶剂混合形成微乳液，通过控制反应条件制备出纳米储氢合金。
五、机械合金化法机械合金化法是一种制备纳米材料的方法，通过将金属粉末在高能球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成合金粉末。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金元素粉末放入球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成纳米储氢合金粉末。
六、高能球磨法高能球磨法是一种制备纳米材料的方法，通过将金属粉末和研磨球在高能球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成合金粉末。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金元素粉末放入球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成纳米储氢合金粉末。
七、电解还原法电解还原法是一种制备纳米材料的方法，通过电解熔融盐中的金属离子并在阴极上还原生成金属或合金。
储氢合金的制备方法与研究进展
（4）MA法在制备非晶或其它亚稳态材料（如：准 晶相、纳米晶材料、 无序金属间化合物等）方面极具特色；
（5）可在室温下实现合金化。
机械合金化概述
3.金属储氢材料应具备的条件
➢容易活化（氢由化学吸附到溶解至晶格内部），单位体积质量吸氢量大； ➢吸收和释放氢速度快，氢扩散速度大，可逆性好； ➢有平坦和宽的吸放氢平台，平衡分解压适中。用作储氢时，室温分解压为
0.2-0.3MPa, 做电池时为0.0001-0.1MPa.
➢吸收和释放过程中的平台压之差小，即吸放氢滞后小。 ➢反复吸放氢后，合金粉碎量小，性能稳定； ➢有效导热率大； ➢在空气中稳定，不易受N2, O2，水蒸汽等毒害； ➢价格低廉，不污染环境。
气体雾化法
一种新型的制粉技术。 优点：① 可直接制取球形合金粉；② 可防止偏析，均匀、细化合金组织。
③ 工艺周期短，污染小。 缺点：① 氢压平台平坦性差。② 易产生晶格变形。常需采用热处理予以
消除
熔体淬冷（急冷）法
特点：① 可抑制宏观偏析，析出物细化，从而合金电极寿命长。 ② 组织均匀，吸放氢特性良好。 ③ 晶粒细小，使合金特性得到改善。
储氢合金的分类
能够基本上满足上述要求的主要合金成分有：Mg，Ti，Nb，V，Zr和稀土 类金属、添加成分有Cr，Fe，Mn，Co，Ni，Cu等。
目前研究和已投入使用的储氢合金主要有稀土系、钛系、镁系几类
AB5型稀土系及钙系储氢合金
储氢合金 的分类
AB2型Lare相储氢合金 AB型钛系储氢合金 A2B7型镁系储氢合金
ab2储氢合金密度
ab2储氢合金密度ab2储氢合金是一种具有高储氢容量和较低储氢温度的材料，它在储氢领域具有广泛的应用前景。
本文将从储氢合金的定义、储氢性能、制备方法以及应用领域等方面对ab2储氢合金进行详细介绍。
第一部分：储氢合金的定义储氢合金是指能够将氢气吸附储存在其晶格中的金属合金。
ab2储氢合金是指由A、B两种金属组成的合金，其中金属A通常为钛或锆，金属B通常为镍、铁、钴等。
这种合金具有较高的储氢容量和较低的储氢温度，因此被广泛研究和应用于储氢领域。
第二部分：储氢性能ab2储氢合金具有优异的储氢性能，其储氢容量可达到理论值的70%以上。
这是因为合金晶格中的金属A和金属B之间存在着较强的相互作用力，使得氢气可以被吸附并储存在晶格空隙中。
同时，ab2储氢合金的储氢温度较低，通常在室温下就可以实现储氢。
这使得ab2储氢合金成为一种理想的储氢材料。
第三部分：制备方法ab2储氢合金的制备方法主要有机械合金化法和电化学沉积法两种。
机械合金化法是将金属A和金属B的粉末按一定比例混合，并在高温下进行球磨，使其发生固态反应形成储氢合金。
电化学沉积法则是通过电化学方法将金属A和金属B依次沉积在电极上，并在适当的条件下使其发生反应生成储氢合金。
这两种制备方法都能够得到高质量的ab2储氢合金。
第四部分：应用领域ab2储氢合金在储氢领域具有广泛的应用前景。
首先，在新能源汽车领域，ab2储氢合金可以作为储氢材料用于制备燃料电池汽车的储氢罐，实现氢能源的高效利用。
其次，在能源储存领域，ab2储氢合金可以作为储氢材料用于储存和释放电能，实现能源的高效转换和利用。
此外，ab2储氢合金还可以应用于氢能源站的储氢设备、航空航天领域的燃料储存等。
ab2储氢合金作为一种具有高储氢容量和较低储氢温度的材料，在储氢领域具有重要的应用价值。
随着科学技术的进步和应用需求的增加，相信ab2储氢合金将会在未来得到更广泛的研究和应用。
2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章 第一节 合金(含答案)
2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章第一节合金(含答案)1．合金的概念合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金的性能合金与其各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。
(1)合金的硬度较大。
(2)多数合金的熔点比其各成分金属的低。
(3)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件来调节。
[跟随名师·解疑难](1)加入其他合金元素后，合金元素的原子或大或小，改变了原有金属原子的规则排列，使原子层之间的滑动变得困难，增大了合金的硬度。
(2)加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原子不同，使金属原子的排列变得不规整了，原子间的相互作用力变小，使合金的熔点变低。
(3)合金是混合物，但其组成是均匀的，而且有些合金具有固定的熔点。
(4)使用最早的合金是铜合金。
[剖析典例·探技法][例1]工业生产中，常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。
这是制取合金的常用方法之一。
仅根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是()A．Fe-Cu合金B．Cu-Al合金C．Al-Na合金D．Cu-Na合金[名师解析]根据合金的概念可知：铜的熔点为1 083℃，而钠的沸点为883℃，即当铜熔化时，钠已气化。
二者形不成合金。
[答案] D[名师点睛]合金是由不同金属熔合而成的，即熔合时温度要达到两种金属中最高的熔点，但一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点。
如本题中Na-Al能形成合金，但Cu-Na 不能形成合金。
1．铁合金生铁和钢的比较：2．铝合金和铜合金(1)硬铝：合金元素为Cu、Mg、Mn和Si等。
硬铝密度小，强度高、抗腐蚀性强。
适用于制造飞机和航天器。
(2)铜合金：黄铜是Cu-Zn合金，青铜是Cu-Sn合金。
3．新型合金(1)储氢合金：Ti-Fe合金和La-Ni合金等。
储氢合金
储氢合金材料何洋 材料科学与工程一班 200911102016摘要：由于石油等资源有限以及保护环境的要求，改变能源的构成已成为迫切的问题。
作为绿色能源的氢能登上历史舞台，本文介绍了金属储氢的相关原理，以及储氢材料的应用范围。
关键词：储氢合金；原理；应用氢是一种非常重要的二次能源。
它的资源丰富；发热值高，燃烧1kg 氢可产生142120kJ 的热量，比任何一种化学燃料的发热值都高；氢燃烧后生成水，不污染环境。
因此，氢能是未来能源最佳选择之一。
氢气是可再生和最清洁的气体能源，这使关于氢能的研究更具重要性。
氢的利用主要包括氢的生产、储存和运输、应用三个方面。
而氢的储存是其中的关键。
氢气储存技术的滞后，限制了氢的大规模应用，特别是交通工具上的应用。
而后者要求系统储氢能力必须达到6.5wt%（重量能量密度）。
据报道，美国能源部所有氢能研究经费中有50%用于氢气的储存。
氢能作为一种新型的能量密度高的绿色能源,正引起世界各国的重视。
储存技术是氢能利用的关键。
储氢材料是当今研究的重点课题之一,也是氢的储存和输送过程中的重要载体那么什么是储氢合金呢？储氢合金——一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气。
虽然可将氢气存贮于钢瓶中，但这种方法有一定危险，而且贮氢量小(15MPa ，氢气重量尚不到钢瓶重量的1／100)，使用也不方便。
液态氢比气态氢的密度高许多倍，固然少占容器空间，但是氢气的液化温度是-253℃，为了使氢保持液态，还必须有极好的绝热保护，绝热层的体积和重量往往与贮箱相当。
大型运载火箭使用液氢作为燃料，液氧作为氧化剂，其存贮装置占去整个火箭一半以上的空间。
自20世纪60年代中期发现LaNi5和FeTi 等金属间化合物的可逆储氢作用以来，储氢合金及其应用研究得到迅速发展。
储氢合金能以金属氢化物的形式吸收氢，是一种安全、经济而有效的储氢方法。
金属氢化物不仅具有储氢特性，而且具有将化学能与热能或机械能相互转化的机能，从而能利用反应过程中的焓变开发热能的化学储存与输送，有效利月各种废热形式的低质热源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
5
相当钢瓶1/3重量的贮氢合金，可吸尽钢瓶内全部氢，而 体积仅为钢瓶的1/10。有的贮氢合金的贮氢量比液态氢还大。 贮氢合金一般在常温和常压下，比普通金属的吸氢量要高 1000倍，一种镁镍合金制成的氢燃料箱，自重l00kg，所吸收 的氢气热能相当于40kg的汽油，一种镧镍合金吸氢的密度甚 至达到了液氢的密度。表1显示了几种贮氢合金的贮氢能力。
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
8
离子型
金属型氢化物
边界型
共价型氢化物
ⅠA
Li Na K Rb
ⅡA
Be Mg Ca Sr
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅢA
B Al
ⅣA
C Si Ge Sn
ⅤA
N P As Sb
ⅥA
O S Se Te
ⅦA
F Cl Br I
Sc Y
Ti Zr
V
Cr
Mn Tc
氢与ⅣB族的钛、锆、铪形成MH2型的间隙型氢化物，与VB族钒、铝、钽生
成非整比氢化物。这两族元素的吸氢量都与温度和压力有关，氢进入间隙位置 时，金属晶格膨胀。在加热或减压下，氢气放出，温度升高，氢含量下降。金
属型氢化物有金属光泽，有与金属相当的导电率、脆性。
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
3
几种贮氢方法比较
psi是压力单位，定义为英镑/平方英寸(Pounds per square inch),145psi=1MPa
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
4
大规模用氢都是液态贮存，虽然液态氢比气态氢的密度大许多倍，所占 的空间大大减少，但在技术上，常压下氢必须降温到摄氏零下253℃才会 变成液体，故液氢贮存箱要很厚的保护层隔热，防止液氢沸腾汽化。
Fe Ru
Co Rh
Ni Pd
Cu Ag
Zn Cd
Ga In
Nb Mo
Cs
Fr
Ba
Ra
La*
Ac*
Hf
Ta
W
Re Eu
Am
Os
Ir
Pt Dy
Au Ho
Hg Er
Tl Tu
Pb Yb
Bi Lu
Po
Ar
La*
Ac*
Ce
Th
Pr
Pa
Nd Pm Sm
U Np Ru
Gd Tb
1) 离子型(盐类)氢化物 ⅠA碱金属和ⅡA碱金属(除铍和镁)电负性
Al
Ga In Tl Tu
Si
Ge Sn Pb Yb
P
As Sb Bi Lu
S
Se Te Po
Cl
Br I Ar
4) 共价型-分子型氢化物 该族具有高电负性．氢与族生成共价ⅢA~ⅦA族生 成共价型氢化物。与ⅦA族形成非金属氢化物。与氢共用电子，组成共价键， 具有分子型晶格。熔点低，有挥发性，无导电性。通式为XH(8-n)，是周期表中 元素X所在的位置族数。 ⅡA族的铍、镁与氢生成共价型二元氢化物，特别列出是因为MgH2的贮氢量 很大，一直作为贮氢材料研究，但镁与氢反应速度很慢，放氢时需要高温。 上述的1)、2)及4)类中的镁是贮氢合金的研发的基础。
Zn Cd
Ga In
Nb Mo
Cs
Fr
Ba
Ra
La*
Ac*
Hf
Ta
W
Re Eu
Am
Os
Ir
Pt Dy
Au Ho
Hg Er
Tl Tu
Pb Yb
Bi Lu
Po
Ar
La*
Ac*
Ce
Th
Pr
Pa
Nd Pm Sm
U Np Ru
Gd Tb
氢与ⅥB~ⅧB族的过渡金属形成氢化物时，氢以H+形成固溶体，氢原子进
入金属的晶格形成间隙型化合物，氢量随温度升高而升高，形成氢化物时呈 吸热反应(△H>0吸热型金属)。但氢在这些金属中的溶解度很小，ⅥB~ⅧB族
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
15
金属氢化物的贮氢原理
金属氢化物可以作为能量贮存、转换材料，其原理是：
金属吸收氢形成金属氢化物，然后对该金属氢化物加热，并把它放臵
在比其平衡压低的氢压力环境中使其放出吸收的氢，其反应式如下：
2 M (固) H 2 (气, p ) n
吸氢,放热 放氢,吸热
在一定温度和氢气压力下，能多次吸收、贮存和释放氢气的贮氢材料 是20世纪60年代发展起来的贮氢功能材料—贮氢合金，使氢的贮存问题得 到了令人满意的解决。这种合金像海绵吸水一样，大量吸氢。亦称为氢海 绵。这类合金中的一个金属原子能和两、三个甚至更多的氢原子结合，生 成稳定的金属氢化物，同时放出热量；将其稍稍加热，氢化物发生分解， 吸收热量后，又可将吸收的氢气释放出来。
表1 几种贮氢合金的贮氢能力 (单位：(1022/cm3))
种类
氢原子个数
20K液氢
4.2
LiH
5.3
TiH2
9.2
ZrH2
7.3
YH2
5.7
UH2
8.2
FeTiH1.7
6.0
La学材料与光电物理学院
6
二、金属氢化物
除惰性气体外，所有元素都能与氢化合生成氢化物或氢化合物。元素 周期表中所有金属元素的氢化物在20世纪60年代以前就已被探明。生成的 氢化物类型决定于它的电负性，并按周期表的类序有规律的变化。元素的 电负性是一个常数，表示该元素构成分子时，其原子在分子范围内把电子 吸向自身的能力大小。氢的电负性为2.1，在氢化物中的元素的电负性大于 氢时，氢将失去电子变H+；反之，在电负性小于氢的氢化物中，氢获得电 子变为负氢离子H-。按氢化物的性质可分成四类。
2 MH n (固) H n
实际使用的温度、压力范围是根据具体情况而确定的。 一般是从常温到400℃，从常压到100atm左右，特别是以具有常温常 压附近的工作的材料作为主要探讨的对象。
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
1
2、氢能的特点
氢是自然界中最普遍的元素，资源无穷无尽－不存在枯
竭问题 氢的燃烧值高，燃烧产物是水－零排放，无污染 ，可 循环利用 氢的燃烧能以高效和可控的方式进行 氢能的利用途径多－燃烧放热或电化学发电 氢的储运方式多－气体、液体、固体或化合物
12
离子型
金属型氢化物
边界型
共价型氢化物
ⅠA
Li Na K Rb
ⅡA
Be Mg Ca Sr
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅢA
B Al
ⅣA
C Si Ge Sn
ⅤA
N P As Sb
ⅥA
O S Se Te
ⅦA
F Cl Br I
Sc Y
Ti Zr
V
Cr
Mn Tc
Fe Ru
Co Rh
Ni Pd
Cu Ag
2 MH n (固) H n
式中，M---金属； MHn---金属氢化物 P---氢压力；H---反应的焓变化 反应进行的方向取决于温度和氢压力。
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
16
2 M (固) H 2 (气, p ) n
吸氢,放热
放氢,吸热
2 MH n (固) H n
2013-4-12
湘潭大学材料与光电物理学院
7
离子型
ⅠA Li Na K ⅡA Be Mg Ca Sc Ti V Ta
金属型氢化物
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ
边界型
ⅠB ⅡB ⅢA B Al
共价型氢化物
ⅣA C Si Ge ⅤA N P As ⅥA O S Se ⅦA F Cl Br
Cr W
Mn
2013-4-12 2
湘潭大学材料与光电物理学院
4、氢的储存方法
气态储氢： 1) 能量密度低 2) 不太安全 液化储氢： 1) 能耗高 2) 对储罐绝热性能要求高 固态储氢的优势：（金属或合金储氢） 1) 体积储氢容量高 2) 无需高压及隔热容器 3) 安全性好，无爆炸危险 4) 可得到高纯氢，提高氢的附加值
Mn
Fe Os Gd
Co Ir Tb
Ni
Cu
Zn
Ga
Rb
Cs Fr La* Ac*
Sr
Ba Ra Ce Th
Y
La* Ac* Pr Pa
Zr
Hf
Nb Mo
Tc
Re Eu Am
Ru Rh
Pd
Pt Dy
Ag
Au Ho
Cd
Hg Er
In
Tl Tu
Sn
Pb Yb
Sb
Bi Lu
Te
Po
I
Ar
Nd Pm Sm U Np Ru
ⅠA
Li Na K Rb
ⅡA
Be Mg Ca Sr
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅢA
B Al
ⅣA
C Si Ge Sn
ⅤA
N P As Sb
ⅥA
O S Se Te
ⅦA
F Cl Br I
Sc Y
Ti Zr
V
Cr
Mn Tc
Fe Ru
Co Rh
Ni Pd
Cu Ag
Zn Cd
Ga In
Nb Mo