储氢材料研究现状和发展前景

《储氢材料研究现状和发展前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、储氢材料研究现状和发展前景摘要：氢能作为一种新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。储氢材料是当今研究的重点课题之一,也是氢的储存和输送过程中的重要载体。本文综述了目前已采用或正在研究的储氢材料,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研究进展、发展前景和方向。关键词：储氢材料、研究现状、发展前景、研究方向ResearchanddevelopmentprospectsofthehydrogenstoragematerialsAbstract:Asanewtypeofgreenenergywithhighenergy

2、density,hydrogenhasattractedextensiveattentiononresearchandapplicationsallovertheworld.Consequently,hydrogenstoragematerials,whichareimportantcarriersinhydrogenstorageandtransport,areoneofthehotresearchtopicsnowadays.Thisarticlereviewsthehydrogenstoragematerials，suchasmagnesiumbasedhydrogenstora

3、gematerials,carbon-basedhydrogenstoragematerials,nanotechnology,hydrogenstoragematerials,rareearthhydrogenstoragematerials,ammoniaboronalkylhydrogenstoragematerials.wereviewthedevelopmentprospectsanddirection.Keywords:hydrogenstoragematerials;Research;Prospectsfordevelopment;ResearchOrientation引

4、言当今世界,化石燃料储量正在迅速减少,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未来世界能源需求,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。氢在正常情况下以气态形式存在、密度最小、且易燃、易爆、易扩散,这给储存和运输带来很大困

5、难。当氢作为一种燃料时,必须具有分散性和间歇性使用的特点,因此必须解决储存和运输问题。[1]周素芹等储氢材料研究进展（A）材料科学与工程学报2010年第28卷第5期1]为了实现氢能系统的有效应用,必须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研究较多。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研究进展以及发展前景。镁基储氢材料镁基储氢材料是非常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、价格便宜，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

6、力于开发新型镁基合金。目前的研究重点主要包括：（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）表面处理：采用有机溶剂，酸或碱来处理合金表面，使之具有高的催化活性及抗腐蚀性，加快吸、放氢速度；（4）新的合成方法：探索传统冶金法以外的新合成方法。（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

7、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采用高温熔炼法。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、脱氢反应催化剂、氢的提纯和分离、空调、热泵等装置中。镁基储氢合金由于其超高的容量而受到全世界的瞩目，其应用研究已经取得了一些阶段性成果，特别是具有良好吸放氢性能的镁基储氢合金的出现，为其在燃料电池和燃料汽车等方面的应用奠定了很好的基础。