储氢材料的发展历史和研究进展.doc

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1、文献综述储氢材料的发展历史和研究进展摘要作为一种清洁的新型能源，氢能对当今社会的重要性不言而喻，而氢能的有效利用成为了当前的研究重点，氢能应用的关键是氢的有效储存。综述了目前所采用或正在研究的主要储氢材料，包括金属氢化物储氢、碳质储氢材料，分析了它们的优缺点，同时指出其相关发展趋势关键词储氢材料，传统储氢材料，金属储氢材料，碳质储氢材料1引言进入了新的世纪，随之而来的还有许许多多的问题，其中最重要的问题之一是新能源问题！当今世界上应用最广的还是石油等化石能源，但这些化石能源也在不断减少，而且这些能源的利用率低，污染严重！因为这些能源利用而产生的污染问题也

2、在日益加重！如：温室效应！氢能就在这样的背景下应运而生！氢能的原料——氢气在地球上的储量很大，而且氢气的使用具有可循环性！这些显著的优点使得当今世界中对氢能利用的呼声越涨越高！氢气是一种清洁的燃料，氢气燃烧后可以产生水，而它也可以用水制得！而水是地球上随处可见的！氢气的燃烧不会产生任何的温室气体，可以大大缓解当前严重的“温室效应”现象！氢能的使用便成为了以后世界中最具发展性的能源之一！而氢能的使用的条件是储存和运输！有关储氢材料的研究便就此展开！研究一种性能好的储氢材料成为了一个亟待解决的问题！［1］2传统储氢方式传统的储氢方式分为气态储氢和低温储氢两种

3、方式，它们各有千秋，有都有各自的弊端，下面就详细介绍它们的优缺点。2.1气态储氢方式气态储氢方式的成本低，在常温下就可以进行，但需要加大压强，使气体压缩，且储存的气体能量较小，它还需要能承受住足够压力的容器，这边对能储存这种压力下的氢气的容器要求十分之高。而且这种储氢方式的容器承压能力不够强的话，还会存在氢气易泄漏，易爆炸的危险。这种储氢方式的发展在于研究一种能承受住足够压力的材料，且不容易裂开的材料！2.2低温液态储氢低4温液态储氢方式是将氢气进行压缩并置于低温的环境下使其可以成为液态，并放入绝热性能高的容器中。它的优点是：储存量大。适用于空间小的领域

4、中，如：航天领域中的火箭的发动机，汽车的发动机等。但它的弊端也同样明显，首先它的成本很高，然后，这种储氢方式要求要有绝热性能特别好的材料，但是现在的技术有限，具有绝热性能的容器不是那么完美，这也就造成了液氢的蒸发，损失相对来说就高了许多，安全措施操作也十分复杂，这就造成了这种储氢方式的成本大大加大！这种储氢方式的发展前景是研究一种绝热性能好，成本低廉的材料！使其能够在我们的日常生活中得到应用！［2］2.3总结这两种储氢方式目前来说都具有非常大的局限性，都有自己的弊端，在日常生活中的应用不是十分的大。因此研究一种高储量，氢能利用率高的储氢材料已经刻不容缓了

5、！3金属储氢材料金属储氢材料，顾名思义就是可以储存氢气的金属材料。但问题是金属如何去储存氢气呢？金属储氢材料就是金属在一定温度，一定压强下的氢气氛围中与氢气反应形成氢化物，这样便于储存氢气和运输氢气，而在使用氢气时，可以将金属中的氢化物以加热的形式使其进行逆反应，从而释放出氢气。这也就要求氢气和金属的反应是容易可逆的反应，且反应条件温和！如今世界上主要研究的是：镁系储氢材料，稀土系储氢材料等。[5]3.1镁系储氢材料镁在地球上的资源丰富，原料来源广阔，且镁合金的储氢量大，将它作为储氢材料不仅成本低，它的质量还小，便于运输！镁系储氢材料的价格低廉，原料来源

6、广阔！但它的弊端也同样明显，它吸收和释放氢气的速度较慢，而且释放氢气的时候需要较高的温度，这就直接导致成本的上升。而且众所周知，镁或者镁合金的表面容易形成一层致密的氧化膜，这也使其与氢气的反应变得十分缓慢。［3］这几点缺点严重的阻碍了镁系储氢材料的发展。现在镁系储氢材料在世界上的应用还是比较广泛的，如：燃料电池中的燃料氢，还有以氢能为动力的汽车德清的存储，镁系储氢材料的成本低廉，储氢量大，虽有弊端，但其发展前景广大！而今世界上正在研究如何改善镁系储氢材料的吸收和释放氢气的性能！许多人正研究发现一种催化剂来促进镁及其合金与氢气的反应，以期降低镁系储氢材料的

7、成本。3.2稀土系储氢材料如今世界上的稀土系储氢材料还处于研究之中，但稀土系储氢材料人们发现的很早。稀土系储氢材料在生活中的应用也很广！因为稀土系储氢材料具有活化较容易，吸氢快，平衡压力适中等优点［4］，镍氢电池就是应用了稀土系储氢材料，它在我们日常生活中应用很广！但是稀土系储氢材料的缺点也同样很大，它的成本很高，价格很高，而且它吸收氢气后，重量会变得很重，它的循环寿命退化严重！这些弊端制约了这种材料的发展，但它的发展前景依旧广阔！人们将它与镁系储氢材料联系起来，以便同时克服日常储氢材料与氢气反应慢，氢化物分解温度高等缺点；另一方面，人们用稀土合金来代替

8、纯稀土元素，以便降低储氢材料的价格，达到实际应用的目的。43.3钛系储氢材料目的