储氢材料的储氢原理与研究现状储氢材料的储氢原理与研究现状氢能,即氢气中所含有的能量。具有环境友好、资源丰富、热值高、燃烧性能好、潜在经济效益高等特点。目前,能源危机和环境危机日益严重。许多国家都在加紧部署、实施氢能战略,如美国对运输机械的“freedomcar〞方案和针对规模制氢的“futuregen〞方案,日本的“newsunshine〞方案及“we-net〞系统,欧洲的“framework〞方案中关于氢能科技的投人也呈现指数上升趋势。但是,氢能的使用至今未能商业化,主要的制约因素就是存储问题难以解决。因此,氢能的利用和研究成为是当今科学研究的热点之一。而寻找性能优越、平安性高、价格低廉、环保的储氢材料那么成为氢能研究的关键。目前,氢可以以高压气态液态、金属氢化物、有机氢化物和物理化学吸附等形式储存。高压气态液态储氢开展的历史较早,是比较传统而成熟的方法,无需任何材料做载体,只需耐压或绝热的容器就行,但是储氢效率很低,加压到15mpa时质量储氢密度不超过3%。而且存在很大的平安隐患,本钱也很高。金属氢化物储氢开始于1967年,reilly等报道mg2cu能大量储存氢气,接着1970年菲利浦公司报道lani5在室温下能可逆吸储与释放氢气,到1984年willims制出镍氢化物电池,掀起稀土基储氢材料的开发热潮。金属氢化物储氢的原理是氢原子进入金属价键结构形成氢化物。有稀土镧镍、钛铁合金、镁系合金、钒、铌、锆等多元素系合金。具体有nah-al-ti、li3n-linh2、mgb2-lih、mgh2-cr2o3及ni(cu,rh)-cr-feox等物质,质量储氢密度为2%-5%。金属氢化物储氢具有高体积储氢密度和高平安性等优点。在较低的压力(1×20236pa)下具有较高的储氢能力,可到达20230kg/m3以上。最近,中科院大连化学物理研究所陈萍团队发现mg(nh2)/2lih储氢体系可在12023℃条件下实现约5%(质量分数)氢的可逆充放。但是,金属氢化物储氢最大的缺点是金属密度很大,导致氢的质量百分含量很低,一般只有2%-5%,而且释放氢时需要吸热,储氢本钱偏高。目前大量的储氢研究是基于物理化学吸附的储氢方法。物理吸附是基于吸附剂的外表力场作用,根源于气体分子和固体外表原子电荷分布的共振波动,维系吸附的作用力是范德华力。吸附储氢的材料有碳质材料、金属有机骨架(mofs)材料和沸石咪唑酯骨架结构(zifs)材料、微孔/介孔沸石分子筛等矿物储氢材料。碳质储氢材料主要是高比外表积活性炭、石墨纳米纤维(gnf)和碳纳米管(cnt),是最好的吸附剂,它对少数的气体...