无机/有机物储氢材料-金属硼氢化物-金属氢化物复合储氢材料

无机/有机物储氢材料-金属硼氢化物-金属氢化物复合储氢材料

无机物及有机物储氢材料

一些无机物(如N2、CO、CO2)能与H2反应,其产物既可以作燃料,又可分解获得H2,是一种目前正在研究的储氢新。如碳酸氢盐与甲酸盐之间相互转化的储氢反应，反应以Pd或PdO作催化剂,吸湿性强的活性炭作载体,以KHCO3或NaHCO3作储氢剂储氢量可达2wt%。该方法的主要特点是便于大量地储存和运输,性好,但储氢量和可逆性是很好。

有些金属可与水反应生成氢气。例如Na,反应后生成NaOH,其氢气的质量储存密度为3wt%。虽然这个反应是不可逆的,但是NaOH可以通过太阳能炉还原为金属Na。同样,Li也有这种过程,其氢气的质量储存密度为6.3wt%。这种储氢方式的主要难点是可逆性和控制金属的还原。目前,对于Zn的应用较成功。

Li3N的理论吸氢量为11.5wt%,在255℃氢气氛中保持半个小时,总吸氢量可达9.3wt%。在200℃下,给予足够的时间,还会有吸收。在200℃真空(1mPa)下,6.3wt%的氢被释放,剩余的氢要在高温(高于320℃)下,才能被释放。与其他金属氢化物不同的是,在PCT曲线中,Li3N有两个平台:一个有较低的平台压,个则是一个斜坡。

有机物储氢始于20世纪80年代。有机物储氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应,即利用催化加氢和脱氢的可逆反应来实现。加氢反应实现氢的储存(化学键合),脱氢反应实现氢的释放。有机液体氢化物储氢作为一种储氢有很多特点:储氢量大,如苯和甲苯的理论储氢量分别为7.19wt%和6.18wt%;储氢剂和氢载体的性质与汽油类似,因而储存、运输、维护、保养方便,便于利用现有的油类储存和运输设施;不饱和有机液体化合物作储氢剂可多次循环使用,寿命可达20年。但这类方法在加氢、脱氢时条件比较苛刻,而且所使用催化剂易失活,因而还在做进一步的研究。

纳米储氢材料

纳米材料由于具有量子尺寸效应、小尺寸效应及表面效应，呈现出许多的物理、化学性质，成为物理、化学、材料等学科研究的前沿领域。储氢合金纳米化后同样出现了许多新的热力学和动力学性质，如活化性能，具有更高的氢扩散系数和的吸放氢动力学性能。纳米储氢材料通常在储氢容量、循环寿命和氢化-脱氢速率等方面比普通储氢材料具有更的性能，比表面积和表面原子数的增加使得金属性质发生变化，具有了块体材料所没有的性质。由于粒径小，氢更容易扩散到金属内部形成间隙固溶体，表面吸附现象也，因而储氢材料的纳米化已成为当今储氢材料的研究热点。储氢合金纳米化为高储氢容量的储氢材料的研究提供了新的研究方向和思路。

总结了纳米储氢合金动力学性能的原因:

(1)大量的纳米晶界使得氢原子容易扩散;

(2)纳米晶具有的比表面，使氢原子容易渗透到储氢材料内部;

(3)纳米储氢材料避免了氢原子透过氢化物层进行长距离扩散，而氢原子在氢化物中的扩散是控制动力学性能较主要的因素。

通常情况下Ni-Al合金不具备吸氢性质，采用自悬浮定向流法制备出单相金属间化合物AlNi纳米微粒，纳米AlNi在条件下，可在90—100℃实现吸氢-放氢过程，其较大吸附量可材料自重的7.3%。

碳质材料储氢

吸附储氢是近几年来出现的储氢方法，具有和储存等特点。而在吸附储氢的材料中，碳质材料是较好的吸附剂，不对少数的气体杂质不敏感，而且可反复使用。碳质储氢材料主要是高比表面积活性炭（AC）、石墨纳米纤维(GNF)、碳纳米管(CNT)。

配位氢化物储氢

配位氢化物储氢是利用碱金属(Li、Na、K等)或碱土金属(Mg、Ca等)与主族元素可与氢形成配位氢化物的性质。其与金属氢化物之间的主要区别在于吸氢过程中向离子或共价化合物的转变，而金属氢化物中的氢以原子状态储存于合金中。

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40Mg60C镁/碳纳米复合储氢材料

微晶碳-镁基复合储氢材料

3NaBH4/ErF3复合储氢材料

复合贮氢造孔剂复合材料

贮氢材料颗粒/铝屑(铝屑+)复合材料

锆基贮氢材料

纳米复合储氢材料Zr0.9Ti0.1

BMS/MMS复合储氢材料

MgCu2型立方结构纯Mg储氢材料

C15-Laves相AB2密排六方结构纯Mg储氢材料

Ti-V基固溶体/AB5型镧镁基合金复合储氢材料

Ti0.Zro.V0.Cro.Nio.Lao.Mg0.Ni4.A1复合储氢合金

储氢合金/碳纳米管复合储氢材料

储氢合金复合材料LaNi-5(La-2Ni-(7)-LaNi-3)

Mg2Ni储氢合金

镁铝合金复合储氢材料

储氢合金/碳系储氢材料

Mg87-Ni12MoGx金属复合储氢材料

2Mg-Ni-xMo-wG金属复合储氢材料

钛基催化剂改性钠-镁双金属复合储氢材料

钙钛矿型钠镁基二元金属氢化物NaMgH3

钛基过渡金属催化剂

B2C片低维储氢材料

Ti-B2C复合低维储氢材料

多元活性金属/石墨烯复合储氢材料

Al-Cu-Fe纳米非晶合金

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LiBH4/2LiNH2复合储氢材料

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Li-Mg基复合储氢材料

镁基纳米复合储氢材料

约束型六氨硼氢化铝复合储氢材料

CeH2.5-NaH-Al复合储氢材料

金属Ce氢化物催化NaH-Al复合储氢材料

Mg-MWNTs镁/多壁纳米碳管复合储氢材料

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属锂基硼氢化物LiM

多孔材料Cu-BTC催化剂

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锆基纳米复合储氢材料HTQAB(2.1)/Mg

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LaNi4.8Sn0.2/CNTs纳米碳管复合储氢材料

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小编：wyf  04.21