C03：储氢材料
储氢材料课件
确保储氢材料在使用过程中的安全性，解决潜在 的安全隐患。
05
结论与展望
储氢材料的重要地位与作用
01
能源储存与运输
储氢材料作为高效的能源储存和运输介质，具有高能量密度和易于储
存的优点，为可再生能源的大规模利用提供解决方案。
02
节能减排
储氢材料可以用于制备氢气，替代传统的化石燃料，从而减少环境污
降低成本
通过改进制备工艺、寻找低成本原材料等方法，降低储氢材料的 成本，提高其竞争力。
实现规模化生产
提高储氢材料的生产效率，实现规模化生产，以满足市场需求。
储氢材料的技术突破与挑战
材料稳定性
提高储氢材料的稳定性，以确保其在多次充放电 循环后仍能保持良好的性能。
高效制氢技术
研发高效的制氢技术，以实现储氢材料的快速充 放和高效利用。
用于电动汽车、无人机等移动设备，提供可靠的 能源供应，提高续航能力。
分布式能源系统
利用储氢技术将可再生能源储存，在需要时释放 ，有效解决可再生能源发电的不稳定性问题。
燃料电池领域
质子交换膜燃料电池（PEMFC）
储氢材料作为氢源，为燃料电池提供高纯度氢气，适用于汽车、航空航天等领域 。
固体氧化物燃料电池（SOFC）
重要影响。
常见的储氢材料晶体结构
02
如金属有机框架(MOFs)、配位聚合物(CPs)、共价有机框架
(COFs)等。
晶体结构与孔径和比表面积的关系
03
储氢材料的孔径和比表面积对其储氢性能也有重要影响，这些
性质又与晶体结构密切相关。
储氢材料的物理性能
孔径和比表面积
储氢材料通常具有较大的孔径和比表面积，这样 可以提高其储氢能力。
储氢材料研究进展
储氢材料研究进展储氢材料是一种能够吸附、存储和释放氢气的材料。
由于氢气是一种清洁、高能量密度的能源源，因此研究和开发高效、安全、可靠的储氢材料对于实现氢能源经济至关重要。
以下是储氢材料研究的一些最新进展。
一种被广泛研究的储氢材料是金属-有机骨架材料(MOFs)。
MOFs是由金属离子(或金属团簇)与有机配体构成的晶状材料。
它们具有大的表面积和可调、高度可控的孔隙结构，这使得它们能够有效地吸附和储存氢气。
近年来，研究人员发现通过改变MOFs的化学组成和结构，可以进一步提高其储氢性能。
例如，将不同的金属离子引入MOFs，并调整配体的取代基，可以改变材料的吸附容量和吸附条件。
此外，研究人员还尝试利用功能化MOFs，如在其表面引入催化剂，以提高氢气的解吸速度和反应活性。
除了MOFs，碳基材料也是另一个研究热点。
碳基材料具有优良的导电性、热稳定性和化学稳定性，使其成为理想的储氢材料。
碳纳米管、石墨烯和活性炭等碳基材料都已被广泛研究用于储氢。
石墨烯具有高表面积和高导电性，可以增加吸附氢气的能力，并提高储氢速度。
碳纳米管则可以通过改变结构和直径来调节其吸附容量。
此外，不同的活性炭材料具有不同的微孔结构和吸附能力，可以根据需要进行选择和优化。
还有一类被广泛研究的储氢材料是金属氢化物。
金属氢化物具有较高的密度和储氢容量，是一种高效的储氢材料。
然而，金属氢化物的储氢速率通常较低，且吸附和解吸氢气需要较高的温度和压力。
为解决这一问题，研究人员已经开始将金属氢化物与其他材料进行复合。
例如，金属氢化物与MOFs或碳纳米管复合可以提高储氢速率和降低操作温度和压力。
此外，添加催化剂如铂、钯或镍等也可以增加金属氢化物与氢气之间的反应速率。
除了上述材料，还有一些其他新颖的储氢材料被研究出来。
例如，储氢容量较高的两性离子材料和金属有机骨架材料，以及结合常规材料如钠、镁和铝等金属的储氢合金材料。
这些新颖材料的研究为高效、可持续、低成本的储氢技术的发展提供了新方向。
储氢材料的分类及研究进展
储氢材料的分类及研究进展储氢材料是指能够吸收、存储和释放氢气的材料。
储氢技术是氢能应用的关键之一，可以有效解决氢能在储存和运输过程中的困难。
目前，储氢材料可分为物理吸附、化学吸附、金属氢化物和化学储氢材料等四大类。
物理吸附材料是最早被研究的储氢材料之一，其通过分子间相互作用力实现氢气的吸附。
常见的物理吸附材料包括活性炭、金属有机骨架（MOF）、碳纳米管等。
物理吸附材料具有分子均匀分散、重力失效等特点，但吸附能力较弱、脱附困难等问题限制了其实际应用。
化学吸附材料相较于物理吸附材料，通过化学键或电子云间相互作用来吸附氢气。
其可以分为配位化合物、氮碳化合物和碳负载的金属催化剂等。
化学吸附材料具有高吸附容量、可逆循环等优势，但存在中等温度下反应慢、再生困难等问题。
金属氢化物可通过吸氢和脱氢反应实现储氢。
根据金属和氢化物的反应性，可分为反应型、吸附型和固溶型金属氢化物。
金属氢化物储氢具有储氢容量大、实际应用广等优势，但存在反应速率慢、固脱附困难等问题。
化学储氢材料是一类以化学反应形式将氢气转化为其他物质来实现储氢的材料。
其可以分为金属烷基化物、金属氢化物和高温固态化合物等。
化学储氢材料具有储氢容量大、储氢速率快等特点，但由于反应副产物的处理问题，目前还存在一定的挑战。
近年来，储氢材料的研究进展主要集中在以下几个方面：1.新型材料的开发：通过合成新结构、新型配位化合物和金属有机骨架等材料，提高储氢材料的吸附容量和吸附速率。
2.改善储氢材料性能：利用催化剂改善物理吸附材料的吸附性能、通过控制金属氢化物的成分和微观结构来提高储氢性能，以及通过功能化修饰来改善化学吸附材料的再生性能。
3.界面优化：通过界面改性来提高吸附材料的吸附能力和实际应用效果。
4.储氢材料与载氢载体的设计：通过与载氢载体的复合来提高储氢材料的储氢性能，如储氢塔等。
5.储氢材料的实际应用：将储氢材料应用于氢能源领域，如氢气储存、氢能源驱动车辆等。
储氢材料详细资料大全
储氢材料详细资料大全储氢材料(hydrogen storage material)一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。
最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。
基本介绍•中文名：储氢材料•外文名：hydrogen storage material•时间：20世纪70年代以后•不同储氢方式：气态、固态、液态•常见材料：合金、有机液体以及纳米储氢材料•要求：安全、成本低、容量大、使用方便储氢材料简介,储氢方式,气态储氢,液态储氢,固态储氢,存在问题,常见储氢材料,储氢材料简介储氢材料（hydrogen storage material）随着工业的发展和人们物质生活水平的提高,能源的需求也与日俱增。
由于近几十年来使用的能源主要来自化石燃料(如煤、石油和天然气等),而其使用不可避免地污染环境,再加上其储量有限,所以寻找可再生的绿色能源迫在眉睫。
氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体,正引起人们的广泛关注。
氢能的开发和利用受到美、日、德、中、加等国家的高度重视,以期在21世纪中叶进入“氢能经济(hydrogen economy)”时代。
氢能利用需要解决以下 3 个问题:氢的制取、储运和套用 ,而氢能的储运则是氢能套用的关键。
氢在通常条件下以气态形式存在, 且易燃、易爆、易扩散,使得人们在实际套用中要优先考虑氢储存和运输中的安全、高效和无泄漏损失,这就给储存和运输带来很大的困难。
储氢方式气态储氢气态存储是对氢气加压，减小体积，以气体形式储存于特定容器中，根据压力大小的不同，气态储存又可分为低压储存和高压储存。
氢气可以像天然气一样用低压储存，使用巨大的水密封储槽。
该 ... 适合大规模储存气体时使用。
由于氢的密度太低，套用不多。
气态高压储存是最普通和最直接的储存方式，通过高压阀的调节就可以直接将氢气释放出来。
普通高压气态储氢是一种套用广泛、简便易行的储氢方式 ,而且成本低, 充放气速度快 , 且在常温下就可进行。
储氢材料研究进展
储氢材料研究进展储氢是一种将氢气存储起来以便在需要时释放的技术。
储氢材料是指能够吸附、吸收或反应氢气的材料。
目前，储氢材料的研究已经取得了一些进展，下面将对其进行具体介绍。
第一种储氢材料是吸附剂。
吸附剂是指能通过物理吸附将氢气吸附到其表面的材料。
目前研究表明，金属有机框架材料（MOFs）在储氢方面具有很大的潜力。
MOFs具有高度可调性，表面积大，孔径大小可调，能够提供更好的吸附效果。
此外，碳材料，如活性炭、石墨烯等，也是一种常见的吸附剂。
通过改变碳材料的结构和表面性质，可以提高其吸附氢气的能力。
第二种储氢材料是吸收剂。
吸收剂是指能够将氢气通过化学反应吸收到其内部结构中的材料。
一种典型的吸收剂是金属氢化物。
金属氢化物可以将氢气转化为金属氢化物，并在需要时释放出氢气。
近年来，一种新型的金属氢化物材料，即主族金属氢化物（如LiH、MgH2等），显示出了较高的储氢能力。
此外，还有其他吸收剂，如复合材料和拓扑结构材料，也显示出潜在的储氢性能。
第三种储氢材料是反应剂。
反应剂是指能够通过与氢气发生化学反应来储存氢气的材料。
一种常见的反应剂是金属合金。
金属合金通常由两种或多种金属的混合物组成，能够与氢气发生反应，并在需要时释放出氢气。
例如，氢化镁镍合金是一种常用的储氢材料，具有较高的储氢能力。
此外，还有其他一些金属合金和复合材料被研究作为储氢材料。
总的来说，储氢材料的研究取得了一些进展，但仍然存在一些挑战。
首先，储氢能力仍然有待提高。
目前已有的储氢材料在储存密度和放氢速率方面仍然存在限制。
其次，储氢材料的稳定性和循环寿命也需要进一步改进。
一些储氢材料在反复循环后会失去其储氢性能。
此外，储氢材料的成本也是一个重要的考虑因素，需要寻找更便宜和可大规模生产的材料。
总之，储氢材料的研究进展为氢能源的开发和应用提供了基础。
通过进一步的研究和创新，相信储氢材料的储氢能力和性能将得到进一步的提高，为实现低碳经济和可持续发展做出贡献。
储氢材料原理
储氢材料原理储氢材料原理储氢技术是解决氢能利用问题的关键技术之一。
在氢能经济中，储氢技术的发展直接决定了氢能的可行性和应用范围。
目前，常用的储氢技术主要包括液化氢储存、压缩氢储存和固态储氢。
其中，固态储氢技术受到了越来越多的关注，并被认为是未来氢能经济发展的关键技术。
固态储氢技术是指将氢气储存在固态材料中，通过控制温度和压力，实现储氢和释放氢的过程。
这种储氢材料通常是金属材料、合金材料、碳材料等，具有较高的储氢容量和较低的吸放氢温度。
固态储氢材料具有以下几个关键的特性：1. 储氢容量高：固态储氢材料能以较高的密度储存氢气，大大提高了氢气的储存能力。
目前，一些固态储氢材料的储氢容量已经达到了10%以上，相当于每公斤材料能储存100克氢气。
2. 吸放氢速度快：固态储氢材料具有良好的吸放氢性能，即能够在较短的时间内吸收或释放大量的氢气。
这对于氢能的应用而言非常重要，能够提高氢能的供应效率。
3. 吸放氢温度低：固态储氢材料能够在较低的温度下吸收或释放氢气，这在一定程度上解决了储氢材料吸放氢温度过高导致能量损失的问题。
例如，一些新型金属材料能够在常温下实现吸放氢，大大提高了储氢的效率。
4. 循环稳定性好：固态储氢材料具有很好的循环稳定性，即能够在多次吸放氢循环中保持较高的吸放氢性能。
这保证了固态储氢材料的长期可靠性和持久性。
固态储氢材料的储氢原理主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。
物理吸附是指氢气分子在材料表面或负载体孔道中通过几何、电子和范德华力等相互作用力吸附在材料表面或孔道内部。
化学吸附是指氢气分子发生氢键等化学键与储氢材料中的原子或分子发生相互作用，并形成稳定的化学物质。
这两种吸附方式在固态储氢材料中通常是同时存在的。
固态储氢材料的研究和开发目前仍面临一些挑战和困难。
首先，固态储氢材料的储氢容量还远远低于实际应用的需求。
目前，大多数固态储氢材料的储氢容量都在2-4%之间，与实际应用需求相差甚远。
其次，一些固态储氢材料的吸放氢速度较慢，不能满足氢能的供应需求。
储氢材料的研究进展
储氢材料的研究进展储氢材料是指能够安全、高效地储存氢气的材料。
储氢技术是氢能源的关键技术之一，能够实现氢能源的大规模应用。
目前，储氢材料的研究进展主要集中在氢吸附材料、化学储氢材料和物理储氢材料三个方面。
氢吸附材料是利用物理吸附的方式将氢气吸附储存于材料中。
常见的氢吸附材料包括金属有机骨架材料（MOFs）、大孔材料、以及碳基材料等。
MOFs是由有机配体和过渡金属离子组成的晶态多孔材料。
由于其具有高比表面积和可调节的孔径大小，使其成为理想的氢储存材料。
大孔材料如金属有机配合物和多孔晶体材料，具有较大的孔径和孔容，能够提供更高的氢吸附容量。
碳基材料具有优异的热稳定性和化学稳定性，是一类常见的功底途材料，如碳纳米管和活性炭等。
化学储氢材料是将氢气通过化学反应储存在材料中。
该类材料包括金属氢化物、金属化合物和有机化合物等。
金属氢化物具有高储氢密度和可逆的吸放氢性能，但其储氢温度较高，不利于应用。
为此，研究者针对金属氢化物进行了一系列的改性，如添加催化剂、改变晶体结构和尺度效应等，以提高其储氢性能。
金属化合物如过渡金属硼化物、过渡金属卡宾化物等也具有较高的储氢容量和反应活性。
有机化合物如酰胺、石蜡和脂肪酸等也被研究用作化学储氢材料，其具有储氢容量大、反应温度低等优点，但其稳定性较差，需要进行改性以提高其循环寿命。
物理储氢材料是利用吸附、吸气和共存（吸气和吸附的结合）三种方式将氢气储存于材料中。
常见的物理储氢材料主要有活性炭、多壁碳纳米管等。
活性炭是一种多孔材料，具有高比表面积和可调节的孔径大小，能够通过物理吸附将氢气吸附储存于其表面或孔道中。
多壁碳纳米管是一种碳基纳米材料，具有极小的孔径和大的比表面积，能够通过吸附、蓄存和自发释放的方式储存氢气。
总结来说，目前储氢材料的研究进展主要集中在氢吸附材料、化学储氢材料和物理储氢材料三个方面。
随着科学技术的不断发展，研究者们正在不断寻求新的储氢材料，以提高储氢容量、降低温度和压力等方面的要求，为氢能源的应用提供更多的选择和可能性。
储氢材料介绍
3
在以氢作为能源媒体的氢能体系中，
氢的贮存与运输是实际应用中的关键。
贮氢材料就是作为氢的贮存与运输媒 体而成为当前材料研究的一个热点项目。
4
贮氢材料(Hydrogen storage materials)是在通常条件下能可逆地大量
吸收和放出氢气的特种金属材料。
5
贮氢材料的作用相当于贮氢容器。
贮氢材料在室温和常压条件下能迅速
23
氢在各种金属中的溶解热H(kcal/mol)
24
可见IA-IVA族金属的氢的溶解热是负
(放热)的很大的值，称为吸收氢的元素；
VIA--VIII族金属显示出正(吸热)的值 或很小的负值，称为非吸收氢的元素； VA族金属刚好显示出两者中间的数值。
25
2、金属氢化物的能量贮存、转换
金属氢化物可以作为能量贮存、转换
的斜率可求
出 H，由直
平 衡 氢 压 ／
线在lnp轴上
的截距可求
Mpa
出 S。
各种贮氢合金的平衡氢压与温度的关系 (Mm为混合稀土合金) 52
300K时，氢气的熵值为31cal/K.mol.H2，
与之相比，金属氢化物中氢的熵值较小，即
式：
mn MH n ( ) H 2 MH m 2
p3 p2
p1
C p1 B n2 n1 A 对应一个M原子的氢原子数/n
2 M (固) H 2 (气, p ) n
在下面的反应：
吸氢,放热
放氢,吸热
2 MH n (固) H n
完成之前，压力为一定值。
47
若相成分为n， 相成分为m，则在温
度T1时等压区域里的反应为：
mn MH n ( ) H 2 MH m 2
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热催化加氢
反应须在高温和高压发生
①不需要高温和高压，反应条件温和
电化学
②化学吸附氢量可以通过电流密度或电压控制 ④主要的不利之处在于还原产物与电解液的分离
催化加氢 ③ 控制电催化加氢阴极催化剂上的电势可避免毒物的吸附
电催化加氢可在温和的条件下进行，具有 很好的应用前景。
研究方法
晶面上的ECH反应：在单晶电 极上，人们研究了苯在Pt 电极 上的ECH反应
储氢合金材料 储氢合金制作的储氢装置
37
LaNi5合金
干燥
反应产物分离
La2O3+10Ni+3CaH2
2LaNi5+3Ca+3H2
特点：原料为氧化物，价格便宜，成本低。
无需高温反应设备
还原后产物为金属粉末，无需破碎等加工工艺。
2.2.2金属储氢材料的研究方法
镁系储氢合金 主要有镁镍、镁铜、镁铁、镁钛等合金。 优点：储氢能力大（5.1％～5.8％wt）、价廉。 缺点：放氢温度高（>250℃）,适合高温使用。 改进方法：机械合金化－加TiFe和CaCu5球磨或复合 稀土系储氢合金 主要是镧镍合金 优点：容易活化，在40℃以上放氢速度好 缺点：成本高
2.3.3 性能及影响因素
目前碳纳米管储氢的机理还未完 全研究清楚，但对与吸附性储氢材料 来说，储氢能力与多孔结构和较大的 比表面积有关。
储氢性能比较
多壁纳米碳管电极循环 单壁纳米碳管循环充放电曲线， 充放电曲线，经过 100充 几种碳纳米管储氢量与 经过LaNi 100充放电后 5的比较 保持最大容量 放电后 保持最大容量的 的80％ 70％
多壁纳米碳管TEM照片
2.3.2碳纳米管材料的制备及研究方法
制备方法
电弧法
气相沉积法
低分子化合物 低分子量烷烃 、苯
气相生长
加载气（H2）金属微粒催化剂 1000~1400°C
碳纤维（纳米管） 石墨化 2000~3000°C 石墨纤维
表面处理 产品
研究方法
优点 储氢量大，可以循环多次使用。 存在的问题 世界范围内所测储氢量相差太大：0.01（wt）%67 （wt）%,如何准确测定？ 储氢机理如何？ 难以通过反应条件的优化制得具有合适微孔体积 和微孔形状的材料。
Ti1.2Mn1.8H2.47
TiCr1.8 ZrMn2 ZrV2 TiFe
Mg2Ni
AB
A2B
位体积储氢量可达 TiCr1.8H3.6 2.4 3 88 和 101.2 千克 / 米 ZrMn2H3.46 1.7 相当于本身体积的 1000 ZrV2H4.8 2 倍以上
TiFeH1.95
Mg2NiH4.0
气体雾化
铸锭 热处理 初 碎
中 碎 磨 粉 表面处理
储氢合金粉
氢化燃烧合成法（HCS）：以镁镍合金为例
氢化燃烧合成法制备镁镍储氢合金是在高压氢气 气氛下,直接从金属Mg、Ni 混合粉末(或压坯) 合成 技术。属于自放热的固相反应。
Mg + H2 = MgH2 , ΔHo = - 7415kJ· mol - 1 (1) 2Mg + Ni = Mg2Ni , ΔHo = - 372kJ· mol - 1 (2) Mg2Ni + H2 = Mg2NiH4 , ΔHo = - 6414kJ· mol - 1 (3)
Al的影响 ：
利：含有Al元素 的储氢合金，易 在表面形成致密 的Al2O3薄膜，可 以阻止合金内部 金属被进一步氧 化，起到保护作 用。使储氢寿命 增加。 弊：Al部分代替Ni 会导致AB5型合金 容量的显著下降， 故一般在合金中Al 量控制再0.4以下。 又因为Al2O3薄膜 阻碍了氢原子向合 金内部扩散，使放 氢速度降低。
1.8
1.8
3.6
2.2.2金属储氢材料的制备及研究方法
制备方法
熔炼法
氢化燃烧合成法 (HCS)
还原扩散法
熔炼法
原材料 表面清理 感应熔炼
Mm、 Ni、Co、Mn、Cu、Al 等或Ti、
Zr、La、Mg、Ca、Mn等（纯度99.9%）
1600°C (Ar气氛或真空） 熔体淬冷 （Ar气氛或真空） 20mm~40mm（Ar气氛） 40mm~1-3mm（Ar气氛） -200目（Ar气氛） pcT性能，电性能 性能检测 注：虚线框为不一定处理工序
材料科学与化学工程学院
储 氢 材 料
The brief introduction of hydrogen storage materials
什么是储氢材料？
在适宜的温度和压力条件下能大量吸收或 释放氢气的材料，可作为储氢材料。
储氢性能参数
重量百分率（wt%） wt％== 体积比
×100％ H2的质量＋储氢材料质量 H2的质量
测得的晶体密度为0.21～0.41g/cm3，是 目前所报道的储氢材料中最轻的 具有的立方微孔具有统一的大小和形状
具有很大表面积 可以在室温、安全的压力（<2MPa）下 快速可逆地吸收大量的氢气
2.4.2 多孔聚合物材料制备及研究方法
制备方法
用微波催 化形成大 环的聚合 物。
这类材料的制备方法简便、快捷。已经 报道的合成方法有蒸气扩散法，水热合成法 以及直接合成法。
应用领域
总结展望
1.背景介绍
氢：二十一世纪最重要 绿色能源！
一次能源 二次能源 氢 气 电 力 最终用户 汽车、飞机、船舶
太阳能
风 能
海洋能 地热能
工业、农业、民生
21世纪能源结构体系
1.背景介绍
氢能源的优点： 资源无限：氢是自然界中存在最普遍的元素， 不受资源限制。 高燃烧值：氢是除核燃料以外燃烧值最高的燃 料,为 (1.21~1.43)×105 kJ〃kg-1 而且燃烧产物是H2O. 用途广泛：可直接用于发动机燃料、化工原 料、燃料电池、结构材料等。
新研究方法
2.5.3 有机液体储氢性能及影响因素
3. 储氢材料的应用
3.1 储存和运输氢气 3.2 回收分离、和净化氢气
3.3 制冷或采暖设备
3.4 制作热传感器
氢气 储氢材料已经被用于氢气的运输， 而目前市场上主要出售的，也是应用 最广泛就是储氢合金。
氢能源应用的关键技术 ： 开发廉价而又高效的制氢技术 安全高效的储氢技术
2.1分类介绍
储氢技术
液化 储氢 高压 储存
金属储 氢材料
非金属 材料
有机液 体储氢
苯 和 甲 苯
镁 系
稀 土 系
钛 系
锆 系
铁 系
物 理 吸 附 形 式
非 金 属 氢 化 物
碳纳 米管
多孔聚 合物
2.2 金属储氢材料
2.3.1碳纳米管储氢材料简介
碳纳米管 CNTs，Carbon Nanotubes 是一种主要 由碳六边形弯曲处为碳五边形和碳七边形组成的单 层或多层纳米管状材料。1991年日本NEC公司Iijima 教授最先发现碳纳米管。
分为单壁碳纳米管（SWNT）和多壁碳纳米管 （MWNT）。
单壁纳米碳管束TEM照片
b. 熔体冷却条件
冷却类型：正常冷却（NC） 快速冷却（FC） 迅速淬冷（RQ） 部分RQ合金在950°C下退火12h（RQ/HT）
70 高 倍 率 放 电 效 率 （ 68 67 64
60
55
5c\0.2c \%
）
50
NC FC RQ RQ/HT
冷却速度对电极的高倍率放电效率（HRDE）的影响
2.3 碳纳米管材料
V氢气：V储氢材料
电化学容量 (mA〃h)/g
提
纲
背景简介 分类介绍
1. 2. 3. 4. 5.
1. 2. 3. 4. 5. 6.
储氢材料的分类 金属储氢材料 碳纳米管材料 多孔聚合物材料储氢 有机液体材料
储存和运输氢气 回收分离、和净化氢气 制冷或采暖设备 制作热传感器 燃料电池 氢能汽车
14
2.2.3金属储氢材料的性能及影响因素
B 原子 B 原子 添加原子
A 原子
A 原子
氢原子
氢——四面体结构
氢原子
氢——八面体结构 三元体系
15
二元体系
2.2.3金属储氢材料的性能及影响因素
影响性能的因素主要有： a、组成
b、熔体冷却条件 a. 元素组成的影响：以La-Ni-Al系列为例
Ni的影响 ：
2.4.2 多孔聚合物材料制备及研究方法 研究方法
MOF-5的分子结构和晶胞堆积示意图
2.4.3 多孔聚合物材料性能影响因素
MOF-5的吸附等温线78K
MOF-5的吸附等温线298K
温度、压力对其储氢性能的影响
2.5有机液体储氢
2.5.1 有机液体储氢材料简介
有机液体氢化物储氢是借助不饱和液体有机物与氢 的一对可逆反应,即加氢反应和脱氢反应实现的。加氢 反应实现氢的储存(化学键合),脱氢反应实现氢的释放 。不饱和有机液体化合物做储氢剂,可循环使用。
②储氢剂和氢载体的性质与汽油相似,储存、运 输、维护保养安全方便。特别是储存设施的简 便是传统储氢技术难以比拟
③可多次循环使用,寿命长达20年。
④加氢反应放出大量的热,可供利用。 缺点：有机液体储氢材料其缺点在于脱氢过程 困难，脱氢时需要耗去其贮能总量30%的能量!
2.5.2 有机液体储氢材料制备及研究方法
2.2.1金属储氢材料的分类
储氢合金按组成元素的主要种类分为:镁系、 稀土系、钛系、锆系、铁系五大类 。
按主要组成元素的原子比分为:AB5 型、AB2 型、 AB 型、A2B型，其中A是容易形成稳定氢化物的发热 型金属元素，B为难于形成氢化物的吸热型元素，且 A 原子半径大于B 原子半径。