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储氢材料争论现状和进展前景
摘要:氢能作为一种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。储氢材料是当今争论的重点课题之一,也是氢的储存和输送过程中的重要载体。本文综述了目前已承受或正在争论的储氢材料,如镁基储氢材料、碳基储氢材料、纳米储氢材料、稀土储氢材料、氨硼烷基储氢材料的争论进展、进展前景和方向。
关键词:储氢材料、争论现状、进展前景、争论方向
Researchanddevelopmentprospectsofthehydrogenstoragematerials
Abstract:Asanewtypeofgreenenergywithhighenergydensity,hydrogenhasattractedextensiveattentiononresearchandapplicationsallovertheworld.
Consequently,hydrogenstoragematerials,whichareimportantcarriersinhydrogen
storageandtransport,areoneofthehotresearchtopicsnowadays.Thisarticlereviewsthehydrogenstoragematerials,suchasmagnesiumbasedhydrogenstoragematerials,carbon-basedhydrogenstoragematerials,nanotechnology,hydrogenstoragematerials,rareearthhydrogenstoragematerials,ammoniaboronalkylhydrogenstoragematerials.wereviewthedevelopmentprospectsanddirection.
Keywords:hydrogenstoragematerials;Research;Prospectsfordevelopment;
ResearchOrientation
引言
当今世界,化石燃料储量正在快速削减,现存储量不能满足日益增长的需求。目前世界能源的80%来源于化石燃料,但化石燃料的使用产生了大量有害物质,对环境造成巨大影响。因此,加速能源系统向可再生能源转换以适应当前和将来世界能源需求,是迫切需要解决问题。
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时代。氢能的利用需要解决三个问题:氢的制取、储运和应用,而氢能的储运则是氢能利用的瓶颈。氢在正常状况下以
气态形式存在、密度最小、且易燃、易爆、易集中,这给储存和运输带来很大困难。当氢作为一种燃料时,必需具有分散性和间歇性使用的特点,因此必需解决储存和运输问题。???为了实现氢能系统的有效应用,必需建立适当的氢气储运技术,其中高压储氢、液态储氢和以材料作为媒介储氢等三种体系争论较多。
本文主要介绍镁基储氢材料、碳基储氢材料、纳米储氢材料、稀土储氢材料、氨硼烷基储氢材料的争论进展以及进展前景。
镁基储氢材料
镁基储氢材料是格外具有应用前景的一类储氢材料,属于中温型储氢合金,吸、放氢动力学性能差,但由于其储氢量大、重量轻、资源丰富、价格廉价,被认为是最有前途的储氢合金材料,吸引了众多的科学家致力于开发型镁基合金。目前的争论重点主要包括:〔1〕元素取代:通过元素取代来降低其分解温度,并同时保持较高的吸氢量;〔2〕与其它合金组成复配体系,以改善其吸放氢动力学和热力学性质;〔3〕外表处理:承受有机溶剂,酸或碱来处理合金外表,使之具有高的催化活性及抗腐蚀性,加快吸、放氢速度;〔4〕的合成方法:探究传统冶金法以外的合成方法。〔5〕提高在碱液中的耐蚀性。
镁基储氢材料包括单质镁储氢材料、Mg-Ni基储氢材料、大容量镁基储氢材料、纳米镁基储氢合金、镁基储氢复合材料等。镁基储氢材料的制备方法主要有高温熔炼法、机械合金化、燃烧合成、化学合成法、烧结、气相沉积、急冷甩带、机械研磨法及整体机械合金化法等。制备方法不同也会使Mg2Ni系储氢合金的性能产生很大差异。目前常用的制备方法是承受高温熔炼法。
镁基储氢材料不仅可用于燃料电池中燃料氢、燃氢汽车中氢的储存,亦可Ni-MH电池负极材料、有机合成中加氢、脱氢反响催化剂、氢的提纯和分别、
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