新型氢能材料的研究与发展状况文献综述
氢能源的发展现状与未来趋势探讨

氢能源的发展现状与未来趋势探讨氢能作为一种新型的清洁能源,正逐渐引起人们的关注。
目前,氢能源的发展现状已经逐渐从理论研究向实际应用转变,同时也展现出了较好的发展前景。
一、氢能源的发展现状1、氢能源产业链的逐步完善随着氢能源产业链的不断完善,氢能源产业慢慢展示出了比较成熟的发展趋势。
现如今,氢气的生产、贮存、运输、应用等核心技术已经越来越成熟。
首先是生产环节,目前氢气的生产主要包括电解水和天然气蒸汽重整两种方式。
其中,电解水生产氢气环保程度较高,也更符合当今社会的发展趋势。
其次是贮存环节,由于氢气具有极高的挥发性,因此需要特殊的贮存方式。
例如目前常用的贮存方式有储罐贮存、储存合金贮存等。
2、氢能源的应用范围逐步扩大氢气的应用范围主要包括氢能源车辆、氢能源燃料电池等领域。
在氢能源车辆领域,国内外车企纷纷投入到了新能源车的研发中。
在燃料电池领域,由于其具有较高的高效能源转化率和高可靠性,因此也逐渐被认为是具有广泛应用价值的能源形式。
目前,国内已经开始实施涉氢政策,先后出台了《关于支持燃料电池汽车产业发展的若干政策》《新能源汽车产业发展规划(2021-2023)》,这些政策也为氢能源的发展提供了充足的政策支持。
二、氢能源未来的发展趋势1、发展所面临的挑战目前氢能源发展所面临的主要挑战有两个,一是技术上的问题,二是成本问题。
特别是目前燃料电池的成本较高,还需要依靠一定程度的政策支持才能够实现商业化的运用。
另外,由于氢气的压缩和储存也需要一定的设备成本,因此制约了氢能源的推广。
但是,可以相信,随着技术的不断进步和应用范围的逐步扩大,这些问题也会逐步得到改善。
2、未来发展趋势总的来说,氢能源将成为未来能源领域的主要发展趋势之一。
首先是应用领域的不断扩大。
除了汽车和电力系统外,氢能源在航空航天、原子能科技、氢燃料电池供暖等领域的应用也有很大的潜力。
其次,随着技术不断进步,氢能源的成本也将不断降低。
目前,国内外各个汽车制造商纷纷研发了氢能源汽车,企业间的竞争也在逐渐加剧。
关于氢能的参考文献

关于氢能的参考文献氢能作为一种清洁能源备受关注,近年来在能源领域引起了广泛的研究和应用。
本文将通过引用几篇相关的参考文献,对氢能的研究现状和发展趋势进行探讨。
1. 文献一:《氢能源发展现状与前景》这篇文献对氢能源的发展现状和前景进行了综述。
文中指出,氢能源具有高能量密度、无污染排放和可再生等特点,可以成为替代传统能源的重要选择。
文献分析了氢能源的生产、储存、运输和利用等关键技术,并对氢能源在交通、储能和工业领域的应用进行了展望。
2. 文献二:《氢能燃料电池技术研究现状与发展趋势》这篇文献主要关注氢能燃料电池技术的研究现状和发展趋势。
文中介绍了不同类型的氢能燃料电池,包括聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等,并对它们的优缺点进行了比较。
文献还探讨了氢能燃料电池在交通、家庭以及移动设备领域的应用前景。
3. 文献三:《氢能源的可持续发展研究进展》这篇文献对氢能源的可持续发展进行了研究,并探讨了其在能源转型中的作用和影响。
文中指出,氢能源的可持续发展需要解决生产、储存和运输等方面的技术难题。
文献还介绍了一些新兴的氢能源生产技术,如太阳能光电解和生物质转化等,并分析了这些技术在实际应用中的前景和挑战。
4. 文献四:《氢能源的经济性分析与评价》这篇文献从经济性的角度对氢能源进行了分析和评价。
文中指出,氢能源的成本主要包括生产成本、储存成本和运输成本等。
文献通过对不同氢能源生产技术的经济性进行比较,得出了相应的经济评价结果。
研究表明,随着技术的进步和规模效应的发挥,氢能源的经济性将逐渐提升。
5. 文献五:《氢能源与可持续发展的关系研究》这篇文献研究了氢能源与可持续发展之间的关系。
文中指出,氢能源作为一种可再生能源,可以有效减少温室气体排放和对化石能源的依赖。
文献从环境、经济和社会等方面分析了氢能源对可持续发展的影响,并提出了相应的政策建议。
通过引用以上几篇参考文献,我们可以了解到氢能作为一种清洁能源具有巨大的潜力和发展前景。
氢能源技术的研究现状与未来发展趋势

氢能源技术的研究现状与未来发展趋势一、引言氢能源作为一种清洁、高效、可再生的新能源,正逐步受到国际社会的重视和研究。
其应用范围广泛,涉及能源领域、化工、航空航天、冶金制造、汽车交通、环保等诸多领域。
本文将介绍氢能源技术的研究现状和未来发展趋势。
二、氢能源技术的研究现状1. 氢能源生产技术目前,氢能源的生产主要是通过燃煤、燃油、天然气等传统能源的蒸汽重整或部分氧化,产生CO和CO2。
同时,也可以通过水电解、光电解等方法来制备氢气。
燃煤、燃油和天然气重整法可以大规模商业化实现,但会产生大量的CO2,给环境带来严重影响,水电解法和光电解法得到了越来越广泛的重视。
2. 氢能源储存技术目前氢气的储存方式主要有液态储存、高压气体储存、固态储存和化学储存等。
其中液态储存和高压气体储存技术已经商业化生产,是目前应用最广泛的两种储氢方式。
然而,液态储存需要极低的温度(-253℃)才能保持氢气的液态,储能密度较小;而高压气体储存需要压力达到700-1000 bar,对整个氢能系统的安全性和稳定性提出了更高的要求。
固态储存是一种既安全可靠又能实现高效储氢的方式。
目前主要的研究方向有吸附剂储氢、金属氢化物储氢和碳材料储氢。
3. 氢能源利用技术氢气的利用方式主要有燃烧、燃料电池和化学合成等。
其中,燃料电池已经成为氢气利用的主流技术。
燃料电池可将氢气和氧气(或空气)直接转化为电能,并且产生的唯一废气是水,具有高效、环保、无噪音等特点。
目前,以汽车燃料电池为例,该技术已经商用化,其性能和安全性得到了越来越多的验证和推广。
三、氢能源技术的未来发展趋势1. 生产技术的进一步完善燃煤、燃油、天然气的重整法在生产氢气的过程中仍会产生大量的CO2,研究减少CO2排放是未来的重要课题。
同时,光电解和水电解等新型储存技术的应用将逐步扩大以适应氢燃料电池等新兴应用的崛起。
2. 储存技术的完善吸附剂储氢、金属氢化物储氢和碳材料储氢等新型氢储存技术将成为未来的重点研究方向。
新型氢能材料的研究与发展状况文献综述

新型氢能材料的研究与发展状况氢是一种危险,易燃易爆的气体,在使用中必须保证安全,因此,一种安全、高能量密度(包括体积能量密度和重量能量密度)、低成本、使用寿命长的氢储、输技术的应用需求已越来越迫切。
氢能材料是伴随着氢能利用在最近三十多年才发展起来的新型功能材料。
储氢合金在氢能系统中作为氢的存储与输送的载体是一种重要的候选材料。
氢与储氢材料的组合,将是21世纪新能源—氢能的开发与利用的最佳搭档。
本文对氢能源的储存材料,研究现状以及未来的发展进行一些研究。
关键词:氢能;储氢材料;储氢性能随着人类社会的飞速发展和人们环保意识的日益增强,传统能源已经成为社会经济发展和人们生活水平提高的重大障碍。
目前各国所采取的提高传统能源利用率、实现废物的循环利用等措施来减缓其消耗速度也仅仅是权宜之计,唯有开发出新型能源替代传统能源才能从根本上解决当前所面临的能源问题。
太阳能、核能、氢能等新型能源因而成为当前研究的热点。
其中,氢能由于可用作便携能源和车载能源;且与目前应用的汽油相比具有无污染、燃烧值高、自燃温度高等多重的优点,还可以利用现有的供油配套设施;因此成为目前化石燃料最具潜力的替代能源,而储氢材料正是装载氢能的关键。
一、氢能简介氢位于元素周期表之首,它的原子序数为1,在常温常压下为气态,在超低温高压下又可成为液态。
氢能作为一种清洁的二次能源,具有很多优越性能:(1)所有元素中,氢重量最轻。
在标准状态下,它的密度为0. 0899g/L;在-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢就可变为金属氢。
(2)所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
(3)氢是自然界存在最普遍的元素,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
(4)除核燃料外,氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142. 351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
氢能源的研究与发展文献综述

氢能源的研究与发展文献综述专业:过程装备与控制工程1001 学号:201002060109 姓名:孔令冲【摘要】当前能源短缺及环境污染等问题成为制约世界经济发展的瓶颈氢能被视为世纪最具发展潜力的能源其可再生性及良好的环保效应,使各国对氢能的研究日益活跃起来。
本文首先介绍氢能源的制备,氢能源的储存和运输,然后介绍氢能的商业价值及应用,最后对氢能源做前景展望。
【关键词】氢能能源制备储存运输引言氢是宇宙中质量最小,分布最广的气体,如果用做能源,它将成为我们“永远的燃料”。
而且氢分子中没有碳原子,所以燃烧时没有二氧化碳排出。
氢能源不像石油能源有地理差异———这是导致世界近现代局部战争的罪魁祸首,氢能源是贫民能源,地球上随处都可以找到氢。
1.氢气的制备我国制氢装置从小到大产能由百吨级发展到千吨级万吨级十万吨级,特别是最近10年间的跨越式发展,目前我国氢气年产量已超过1000万t。
1.1煤制氢我国的能源结构为贫油少气富煤,煤炭占能源总量的70% 以上,年产量达到30亿t。
煤制氢气主要工序为煤炭在煤气发生炉制得水煤气,经脱硫、水膜除尘、电除尘、压缩后,再经变换,变换气脱硫后制得变脱气,最后经PSA 制氢得到产品氢气。
1.2天然气制氢天然气制氢工艺是在高温下与水蒸汽反应,或用部分氧化法制得水煤气,再经变换,PSA 制氢制得产品氢气。
1.3焦炉煤气制氢随着钢铁工业的发展我国焦炭产能已突破4亿t/a,2009年共生产焦炭3.45亿 t, 吨焦炭副产焦炉煤气 400m3,而焦炉煤气含有 50%--60%的氢气 ,是非常好的制氢原料气。
焦炉煤气制氢工艺是先将焦炉煤气进行脱萘及脱硫,除去焦油、苯、萘及硫化物后进行压缩,再送入预处理装置进一步净化后,进入PSA工序 ,制得产品氢气。
我国工业氢气的来源还有甲醇制氢、氨分解制氢、水电解制氢。
炼厂重整装置副产氢、乙烯厂、氯碱厂副产氢、各行业富含氢尾气回收等。
我国的制氢工艺主要以煤和天然气制氢为主,位于内蒙古自治区鄂尔多斯的氢气生产企业采用煤制氢,年产量达到18万t,是世界最大制氢工厂。
氢能源技术的研究现状与未来发展趋势

氢能源技术的研究现状与未来发展趋势1.引言氢能源技术是一种新兴的清洁能源技术,其相关研究在过去几十年内有了长足的发展。
氢能源技术的研究现状和未来发展趋势备受关注。
本文将对氢能源技术的研究现状和未来发展趋势进行综述。
2.氢能源的基本概念和原理氢能源是由氢为能源源头的能源,主要分为两类:基于燃烧的氢能源和基于燃料电池的氢能源。
燃烧氢能源是指将氢气燃烧产生能量,类似于传统的燃油能源。
燃料电池氢能源是指利用半导体电化学过程将氢气和氧气反应产生电能。
氢是一种非常丰富的元素,其化学性质非常稳定,可以在各种条件下存储和运输。
氢气的燃烧反应产生的唯一排放物是水,不会对环境造成任何危害,因此被誉为“最纯净的能源”。
3.氢能源技术的研究现状3.1 氢能源的制备制备氢气的方法主要包括化石能源热解法、生物质热解法、水电解法和光生产氢法等。
化石能源热解法主要是指利用煤、天然气等化石能源和甲烷等低分子烃类材料作为原料,通过热解的方式得到氢气,这种方法污染较大,并且石油资源日益枯竭,因此得不到人们的广泛应用和认可。
生物质热解法是指利用植物的木质纤维、秸秆、木材等生物质作为原料,通过热解后获得氢气,这种方法可以有效利用废弃物料,但目前技术上尚存在一定的瓶颈。
水电解法是制备氢气的重要方法之一,其原理是利用电能将水分解成氢和氧,不需要再使用化石燃料,产生了极为显著的环保优势,但是其所需的电力较大且制氢效率较低。
光生产氢法是利用太阳能直接驱动电解水来产生氢气,是一种相对比较占优势的方法,但现实应用还存在技术上的瓶颈。
3.2 氢能源的储存和运输氢气的储存和运输是氢能源技术中的重要环节。
目前,储氢主要方式有压缩氢气、化学储氢、液化氢气和吸附氢气等方式。
其中,液化氢气和压缩氢气是两种主要的储氢方式。
液化氢气储存方式适用于需要长期储存的场景,在压力低于1/4大气压和-253℃以下的条件下,氢气可以液化储存。
然而,液化氢气储存系统需要非常高的保温性能,以减少能量的损失,因此成本较高。
氢能技术的研发现状及未来发展趋势

氢能技术的研发现状及未来发展趋势随着人们对环保的关注度不断增加,氢能技术逐渐成为一个备受关注的领域。
作为一种能够减少二氧化碳排放的清洁能源,氢能技术在未来的发展中将具有无限的潜力。
本文将对氢能技术的研发现状及未来发展趋势进行探讨。
一、氢能技术的研发现状氢气最初被发现是在1766年,但是近年来,氢能技术才开始引起人们的广泛关注。
在氢能技术研发领域中,主要分为三个部分:氢的制造、储存、以及使用。
目前,氢气的制造主要分为热化学法和电解法两种方法。
其中,电解水制氢技术是近年来发展得最快的一种方法,使用这种方法制造氢气的成本也在不断降低。
另外,热化学法制造氢气的技术也在不断优化升级,在效率和成本方面也有一定的提高。
氢气的储存也是氢能技术研发中的重要部分。
目前,主要有液态储氢、压缩储氢和固态储氢三种方法。
液态储氢不仅成本高而且占用空间较大。
压缩储氢的成本相对较低,但是氢气的压力较高,需要较为复杂的储存设备。
相对而言,固态储氢具有储存密度大、成本低、安全可靠等优点。
因此,未来可能成为氢能技术储氢主流形式。
目前,氢能技术的应用还停留在实验室的研究阶段,但是已经涵盖了很多领域。
比如,氢能车、氢能飞机、氢能火箭、氢能汽车等等。
不过,在氢能技术使用中,由于氢气的易燃、爆炸等风险,所以安全性一直是氢能技术应用的一个主要难题。
二、氢能技术的未来发展趋势未来氢能技术的发展是具有广阔的前景和潜力的。
随着氢能技术的逐渐成熟,其市场应用前景将非常广阔。
那么,未来氢能技术可能在哪些领域得到广泛应用?以下是本文对此的分析:1、汽车领域:汽车是氢能技术最早得到广泛应用的领域之一。
因为氢气是一种绿色环保能源,不会向大气中排放有害物质。
当前,欧盟、美国、日本等多个国家都有汽车生产商推出了氢能车,汽车的生产和推广将有助于降低交通领域的碳排放。
2、电力领域:在电力领域,氢能技术也有很好的应用前景。
电厂可以利用氢气来代替煤炭等传统化石燃料,从而实现节能减排的目的。
氢能技术的研究进展与展望

氢能技术的研究进展与展望氢能技术是一种新型的绿色能源,其具有高能量密度、零排放、二次利用等特点,被广泛视为未来替代传统石化能源的最佳选择。
随着全球环保意识的逐步增强,氢能技术正逐渐成为能源领域的重要发展方向之一。
在过去的几年里,氢能技术的研究进展取得了显著的突破,本文将就其研究现状以及未来的发展展开讨论。
一、氢能技术研究现状1、氢能技术的应用领域氢能技术的应用领域十分广泛,包括交通运输、工业生产、家庭热水等多个方面。
其中,交通运输是氢能技术应用最为广泛的领域之一。
随着现代化城市的不断发展,人们对交通安全、环保以及经济效益等要求越来越高。
氢燃料电池车辆就是为满足这一需求而应运而生的一种新型交通工具,在其创新的燃料电池和动力电池系统的支持下,氢能源得到了高效的利用,并为各行业的可持续发展奠定了基础。
2、氢能技术的研究成果随着氢能技术的不断研究,各种新型氢能设备和技术不断涌现,相关产品也在市场上得到了广泛应用。
其中,氢燃料电池车辆是氢能技术的代表作之一,其利用氢在燃料电池中发生氧化还原反应,产生电能,驱动电动机工作,实现汽车的动力输出。
目前,我国已经推出了多种氢燃料车型,包括吉利李斯特、北汽新能源EU260、上汽荣威950等,其续航里程也得到了大幅提升。
此外,氢能技术在储能、供热、发电等领域也有广泛的应用。
3、氢能技术的发展问题尽管氢能技术取得了巨大的研究进展,但其在实际应用中仍存在一些问题。
首先,氢能源的生产成本较高,目前还没有出现大规模的商业生产模式,导致氢能技术在市场上存在一定的局限性。
其次,氢气易燃易爆,需要在运输、储存和使用过程中采取一系列措施来确保安全性。
同时,氢能技术的相关标准和规范还需要进一步制定和完善,以确保氢能设备的质量和安全性。
二、氢能技术的未来发展1、氢能技术市场前景氢能技术在未来的发展前景非常广阔,其可应用范围涉及能源、交通、化工、冶金等多个方面。
据预测,氢能技术未来几年的市场规模将会不断扩大。
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新型氢能材料的研究与发展状况氢是一种危险,易燃易爆的气体,在使用中必须保证安全,因此,一种安全、高能量密度(包括体积能量密度和重量能量密度)、低成本、使用寿命长的氢储、输技术的应用需求已越来越迫切。
氢能材料是伴随着氢能利用在最近三十多年才发展起来的新型功能材料。
储氢合金在氢能系统中作为氢的存储与输送的载体是一种重要的候选材料。
氢与储氢材料的组合,将是21世纪新能源—氢能的开发与利用的最佳搭档。
本文对氢能源的储存材料,研究现状以及未来的发展进行一些研究。
关键词:氢能;储氢材料;储氢性能随着人类社会的飞速发展和人们环保意识的日益增强,传统能源已经成为社会经济发展和人们生活水平提高的重大障碍。
目前各国所采取的提高传统能源利用率、实现废物的循环利用等措施来减缓其消耗速度也仅仅是权宜之计,唯有开发出新型能源替代传统能源才能从根本上解决当前所面临的能源问题。
太阳能、核能、氢能等新型能源因而成为当前研究的热点。
其中,氢能由于可用作便携能源和车载能源;且与目前应用的汽油相比具有无污染、燃烧值高、自燃温度高等多重的优点,还可以利用现有的供油配套设施;因此成为目前化石燃料最具潜力的替代能源,而储氢材料正是装载氢能的关键。
一、氢能简介氢位于元素周期表之首,它的原子序数为1,在常温常压下为气态,在超低温高压下又可成为液态。
氢能作为一种清洁的二次能源,具有很多优越性能:(1)所有元素中,氢重量最轻。
在标准状态下,它的密度为0. 0899g/L;在-252.7℃时,可成为液体,若将压力增大到数百个大气压,液氢就可变为金属氢。
(2)所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此在能源工业中氢是极好的传热载体。
(3)氢是自然界存在最普遍的元素,据估计它构成了宇宙质量的75%,除空气中含有氢气外,它主要以化合物的形态贮存于水中,而水是地球上最广泛的物质。
(4)除核燃料外,氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,为142. 351kJ/kg,是汽油发热值的3倍。
(5)氢燃烧性能好,点燃快,与空气混合时有广泛的可燃范围,而且燃点高,燃烧速度快。
(6)氢本身无毒,与其它燃料相比氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用。
(7)氢能利用形式多,既可以通过燃烧产生热能,在热力发动机中产生机械功,又可以作为能源材料用于燃料电池、或转换成固态氢用作结构材料。
(8)氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现,能适应贮运及各种应用环境的不同要求[1]。
由以上特点可以看出氢是一种理想的新型含能体能源,目前液氢已广泛用作航天动力的燃料,但氢能的大规模的商业应用还有待解决以下关键问题:(1)廉价的制氢技术。
因为氢是一种二次能源,它的制取不但需要消耗大量的能量,而且目前制氢效率很低,因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。
(2)安全可靠的贮氢和输氢方法。
由于氢易气化、着火、爆炸,因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。
二、氢的储存方式氢在一般条件下是以气体形式存在的,这就为储存和运输带来很大的困难。
工业实际应用中大致有五种储氢方法:(1)常压储存,如湿式气柜、地下储仓;(2)高压容器,如钢制压力容器和钢瓶;(3)液氢储存如真空绝热储槽和液化机组;(4)金属氢化物方式如可逆和不可逆氢化物;(5)吸附储存,如低温吸附和高压吸附。
金属氢化物是氢气储存的重要手段,通过氢与储氢合金之间进行的可逆反应,实现氢的储存与释放。
即外界有热量传递给金属氢化物时,它就分解为合金并放出氢气;反之氢和储氢合金大多为由多种元素组成的合金。
目前世界上已研究成功多种储氢合金,他们大致可以分为四类:(1)是稀土系储氢合金,例如每公斤镧镍合金可储氢153L,现主要用于镍氢电池的负极材料;(2)是钛系储氢合金,其储氢量大,是镧镍合金的1.4倍,且活性大、价格低,还可在常温下释放氢,给使用带来很大的方便,他是目前储氢瓶中使用最多的储氢材料;(3)是镁系储氢合金,镁是吸氢量最大的金属元素,可达到7.65%,但他们需要在200-300℃以上才能释放氢,且吸收氢的速度十分缓慢,因而尚未实用;(4)是钒、铌、锆等多元素系储氢合金,由于该系合金由钒、铌、锆等贵重金属组成,因而只适用于某些特殊场合[2]。
三、储氢材料的研究现状碳质吸附储氢是近年来出现的利用吸附理论的物理储氢方法。
主要有超级活性炭、碳纤维和碳纳米管(CNT) 等3种。
1活性炭活性炭储氢是典型的超临界气体吸附,是利用超高比表面积的活性炭作吸附剂的储氢技术。
最早关于H2在高比表面活性炭上吸附的报道是在1967年 ( Kidnay A 和 HizaM)。
他们研究了在低温环境下吸附剂(由椰子壳制作的焦炭) 的吸附特性 ,并获得了76K、 90atm 的吸附等温线。
此外 ,该文还报道了在 76K、 25atm时出现的最大过剩吸附量值可达2012g/ kg ,相当于2.0%的重量密度。
Carpetis C 和 Pesch2ka W是首先提出 H2 在低温条件下在活性炭中吸附储存的两位学者。
他们在文献中第一次提出可以考虑将低温吸附剂运用到大型 H2 储存中,并提出 H2 在活性炭中吸附储存的体积密度能够达到液氢的体积密度。
超级活性炭储氢具有经济、储氢量高、解吸快、循环使用寿命长和易实现规模化生产等优点 ,但相关过程中所需温度低 ,今后研究的重点是提高其储氢温度。
2碳纤维碳纳米纤维表面是分子级细孔,而内部是直径大约10nm的中空管,比表面积大,可以合成石墨层面垂直于纤维轴向或者与轴向成一定角度的鱼骨状特殊结构的纳米碳纤维,H2可以在这些纳米碳纤维中凝聚,因此具有超级贮氢能力。
石墨纳米纤维由含碳化合物经所选金属颗粒催化分解产生。
尽管人们对碳纳米管储氢的研究已取得了一些进展,但至今仍不能完全了解纳米孔中发生的特殊物理化学变化过程,也无法准确测得纳米管的密度,其吸附实际模型和理想模型还有很大差距,而且碳纳米管气体储氢和电化学储氢机理条件和过程都不大一样,今后应在储氢机理、复合掺杂改性和显微结构控制等方面进行深入研究。
3有机液体氢化物有机液体氢化物储氢技术是20世纪80年代国外开发的一种储氢技术,其原理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氢载体,可循环使用。
从目前研究来看,烯烃、炔烃和芳烃等不饱和有机物均可作为储氢材料,但从储氢过程的储氢量、储氢剂和物理性质以及能耗等方面考虑,以芳烃特别是单环芳烃为佳。
研究表明,综合来看,只有苯、甲苯的加氢脱氢过程可逆且储氢量大,是比较理想的有机储氢材料[3]。
四、储氢材料的未来发展趋势随着我国经济快速发展,汽车工业已经成为我国的支柱产业之一。
据统计,2007年我国汽车产量达到850万辆,保有量达到3000多万辆,成为世界第三大汽车生产国和第二大汽车市场。
与此同时汽车燃油消耗达到8000万吨,约占我国石油需求的1/4。
因此发展新能源汽车已迫在眉睫,用氢能汽车无疑是未来的选择。
我国十分重视氢能源发展路线。
国内已有十多家院校和科研单位在此领域研发新技术,数百家企业参与配套或生产。
例如,同济大学开发了第三代超越号燃料电池轿车,清华大学燃料电池汽车已经累计运行2000h,成为世界上运行时间最长的电池客车之一。
虽然氢燃料电池还未市场化,但世界各大公司纷纷准备抢占我国市场。
中国被世界公认为最有可能率先实现氢燃料电池国家[4]。
虽然燃料电池发动机的关键技术已经突破,但是还是需要进一步对燃料电池产业化技术进行改革,提升,使产业技术成熟。
氢能源电池汽车是世界公认的零排放,低噪清洁的终极技术方案,是汽车节能减排的发展方向。
从2008年4月的测算看,使用成本上运行成本不足内燃机的一半。
传统汽车每行驶100km需消耗8到10升汽油,按照93号汽油每升5.19元计算,约花费50元,而氢能源燃料电池的汽车消耗1.02kg氢气,只需花费15元。
总之,储氢合金的研究对未来的制造也和整个社会来说有非常重要的意义。
还有,机械合金化法是制备镁基储氢合金的较佳工艺。
对近年来机械合金化法制备镁基储氢合金的研究开发,特别是在多元合金化、复合储氢合金等方面的发展进行了系统阐述。
总结认为,机械合金化法可以显著改善镁基储氢合金的动力学性能和电化学性能,提高储氢量。
未来镁基储氢合金应向复合材料、新方法与机械合金化法相结合、材料的计算机设计等方面发展。
基于储氢材料在氢能利用中的重要作用,通过从材料结构角度,对当前晶态储氢合金、非晶储氢合金、纳米储氢合金三大类金属储氢材料的研究现状和存在问题进行总结和分析,探讨了合金相图和现代材料设计方法在金属储氢材料研究中的作用和地位。
当前研究工作表明,非平衡态结构调控是获得高性能储氢合金的有效途径。
基于原子尺度的材料计算与设计,对新型金属储氢合金的研究和储氢机理探讨具有重要作用[5]。
通过对储氢合金材料的研究,我认为在不久的将来,储氢合金材料将应用于我们的生产和生活中。
它将为储能材料打开新的一页,它的发展将会成为储能的新的里程碑。
储氢合金材料的研究与发展,将是人类的一大笔财富。
参考文献[1]鲍德;佑太阳能-氢能系统的发展前景[J].太阳能学报1995(08); [2]辛晓;储氢技术:将敲开氢经济大门[N];中国化工报;2011年 (2); [3]戴年珍;赵永江;彭晓琦;中国发明与专利.China Invention & Patent.编辑部邮箱.2012年S1期;[4]王菊;北京汽车.Beijing Automotive Engineering.编辑部邮箱.2013年02期;[5]周怀营;倪成员;王仲民;颜瑞;王殿辉;桂林电子科技大学报.Journal of Guilin University of Electronic Technology.编辑部邮箱.2010年05期.。