固體儲(chǔ)氫材料主要有金屬合金材料|碳質(zhì)材料|無(wú)機(jī)多孔材料|復(fù)合化學(xué)氫化合物材料|金屬有機(jī)骨架化合物(MOFs)材料

質(zhì)儲(chǔ)氫材料

固體材料吸附儲(chǔ)氫具備安全性高、耗能少等特點(diǎn)，因而得到研究人員廣泛青睞。

目前研究開發(fā)的固體儲(chǔ)氫材料主要有金屬合金材料、碳質(zhì)材料、無(wú)機(jī)多孔材料、復(fù)合化學(xué)氫化合物材料以及金屬有機(jī)骨架化合物(MOFs)材料等。

其中，碳質(zhì)材料具有吸氫量大、質(zhì)量輕、抗毒化性能強(qiáng)、易脫附等優(yōu)點(diǎn)，不僅對(duì)少數(shù)的氣體雜質(zhì)不敏感，而且可反復(fù)使用。其物理吸附儲(chǔ)氫被認(rèn)為是非常有應(yīng)用前景的儲(chǔ)氫方式。

納米碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料主要包括高比表面積的活性炭、球磨法制備的納米石墨、碳納米管、碳納米纖維等。

納米材料具有**的比表面積以及孔隙率，**地增加了氫氣的物理吸附位。但是這類材料難以通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)控制其結(jié)構(gòu)形貌，如比表面積、孔隙率、微孔體積以及微孔形狀，并且難以大量制備，成本高，目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

盡管很多工作還未展開，但納米碳材料**的儲(chǔ)氫量已經(jīng)充分顯示了其作為儲(chǔ)氫介質(zhì)的優(yōu)越性及巨大的潛力。

質(zhì)儲(chǔ)氫材料

固體材料吸附儲(chǔ)氫具備安全性高、耗能少等特點(diǎn)，因而得到研究人員廣泛青睞。

目前研究開發(fā)的固體儲(chǔ)氫材料主要有金屬合金材料、碳質(zhì)材料、無(wú)機(jī)多孔材料、復(fù)合化學(xué)氫化合物材料以及金屬有機(jī)骨架化合物(MOFs)材料等。

其中，碳質(zhì)材料具有吸氫量大、質(zhì)量輕、抗毒化性能強(qiáng)、易脫附等優(yōu)點(diǎn)，不僅對(duì)少數(shù)的氣體雜質(zhì)不敏感，而且可反復(fù)使用。其物理吸附儲(chǔ)氫被認(rèn)為是非常有應(yīng)用前景的儲(chǔ)氫方式。

納米碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料主要包括高比表面積的活性炭、球磨法制備的納米石墨、碳納米管、碳納米纖維等。

納米材料具有**的比表面積以及孔隙率，**地增加了氫氣的物理吸附位。但是這類材料難以通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)控制其結(jié)構(gòu)形貌，如比表面積、孔隙率、微孔體積以及微孔形狀，并且難以大量制備，成本高，目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

盡管很多工作還未展開，但納米碳材料**的儲(chǔ)氫量已經(jīng)充分顯示了其作為儲(chǔ)氫介質(zhì)的優(yōu)越性及巨大的潛力。

儲(chǔ)氫能力

let's see 影響因素

溫度和壓強(qiáng)

氣體分子在固體材料表面的吸附量與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)。

物理吸附是放熱的，降低溫度可以促進(jìn)物理吸附；另外，增大氣體壓強(qiáng)可以提高氣體分子與材料表面的接觸幾率和頻率，也有利于物理吸附。而從實(shí)用性和安全性的角度考慮，希望碳質(zhì)材料可以在室溫和適宜壓強(qiáng)的條件下儲(chǔ)備氫氣。研究表明，在室溫條件下，純的碳質(zhì)材料物理吸附氫氣分子的能力不超過1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。高的儲(chǔ)氫量(如3%～8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)))只在**的溫度(如77K)或非常高的壓強(qiáng)條件下才能實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，純的碳質(zhì)材料在溫和的條件下幾乎不具備氫氣儲(chǔ)存的能力。

為了降低氫氣分子在碳質(zhì)材料上物理吸附的條件，研究人員進(jìn)行了許多其他的嘗試。

二.過渡金屬納米顆粒的催化作用

眾多研究表明，過渡金屬納米顆粒對(duì)碳質(zhì)材料儲(chǔ)氫過程有催化作用，其催化原理被認(rèn)為是一種“溢出機(jī)制”。氫氣分子在過渡金屬表面上容易實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸附，溢出機(jī)制就是化學(xué)吸附在過渡金屬表面上的氫氣分子先被解離為氫原子，氫原子從金屬表面“溢出”吸附到碳質(zhì)材料表面。溢出機(jī)制又分為基本溢出機(jī)制和二次溢出機(jī)制�；�本溢出是指在吸附材料中直接摻入過渡金屬作催化劑；二次溢出是指采用負(fù)載金屬的催化劑，比如鉑/碳(Pt/C)，C為載體，Pt負(fù)載其上，然后以整體作為催化劑摻雜到氫吸附材料中。兩種機(jī)制的原理圖如圖所示。

事實(shí)上，過渡金屬在碳質(zhì)儲(chǔ)氫過程中起兩方面的作用，一是催化作用，使氫氣分子發(fā)生離解變成氫原子，二是促進(jìn)氫原子的擴(kuò)散。在室溫條件下，碳質(zhì)材料對(duì)氫氣分子的吸收量是較少的，引入過渡金屬作催化劑可以**地提高碳質(zhì)材料的儲(chǔ)氫能力。

一般而言，不同的催化劑起到的催化效果也不同。目前文獻(xiàn)中報(bào)道的所使用的催化劑主要有鎂(Mg)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銀(Ag)、鋯(Zr)、釕(Ru)、銠(Rh)等。Zacharia 等將鈀(Pd)和釩(V)分別摻入碳納米管中，在室溫、壓力為2 MPa的條件下對(duì)其儲(chǔ)氫性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，經(jīng)過摻雜后的碳納米管儲(chǔ)氫量均提高了將近30%，并且經(jīng)金屬摻雜后碳納米管的吸氫速率**提高。另外，為了增強(qiáng)溢出作用，有學(xué)者嘗試了采用合金作催化劑的方法。用鈀/汞(Pd/Hg)劑，制備了一種摻雜碳泡沫材料，測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在室溫、壓力為2 MPa的條件下，該碳泡沫材料的儲(chǔ)氫量可以達(dá)到5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。Brian 等通過實(shí)驗(yàn)證明在活性炭中加入鈀鎘(PdCd)合金比加入純Pd作催化劑能更好地促進(jìn)溢出作用，并且通過鈀鎘(PdCd)和鈀銀(PdAg)做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)鈀鎘(PdCd)效果更好。這是由于加入的**種金屬與氫原子有更低的結(jié)合能，且對(duì)氫原子的約束作用小，促進(jìn)了氫原子解吸附作用，從而更有利于氫原子的溢出。

產(chǎn)品供應(yīng)：

B2C片低維儲(chǔ)氫材料

Ti-B2C復(fù)合低維儲(chǔ)氫材料

多元活性金屬/石墨烯復(fù)合儲(chǔ)氫材料

Al-Cu-Fe納米非晶合金

Mg/ZrNiV復(fù)合儲(chǔ)氫材料

新型儲(chǔ)氫復(fù)合材料Mg/MWNTs

LiBH4/2LiNH2復(fù)合儲(chǔ)氫材料

新型輕金屬硼氫化物/氮?dú)浠�物�?fù)合儲(chǔ)氫材料

Li-Mg基復(fù)合儲(chǔ)氫材料

鎂基納米復(fù)合儲(chǔ)氫材料

約束型六氨硼氫化鋁復(fù)合儲(chǔ)氫材料

CeH2.5-NaH-Al復(fù)合儲(chǔ)氫材料

金屬Ce氫化物催化NaH-Al復(fù)合儲(chǔ)氫材料

Mg-MWNTs鎂/多壁納米碳管復(fù)合儲(chǔ)氫材料

儲(chǔ)氫合金粉末/二氧化硅復(fù)合球體

金屬鋰基復(fù)合儲(chǔ)氫材料

屬鋰基硼氫化物LiM

新型多孔材料Cu-BTC催化劑

La2Mg17/M復(fù)合貯氫材料

鋯基納米復(fù)合儲(chǔ)氫材料HTQAB(2.1)/Mg

金屬Ni-Mg/C鎳對(duì)鎂碳復(fù)合儲(chǔ)氫材料

AB5型鑭鎂基合金復(fù)合儲(chǔ)氫材料

MgH2,MgHz-GMgHz-graphene儲(chǔ)氫材料

MNi4.8Sn0.2(M=La,Nd)合金粒子負(fù)載納米碳管復(fù)合儲(chǔ)氫材料

LaNi4.8Sn0.2/CNTs納米碳管復(fù)合儲(chǔ)氫材料

NdNi4.8Sn0.2/CNTs納米碳管復(fù)合儲(chǔ)氫材料

膨脹石墨/LiBH4復(fù)合儲(chǔ)氫材料

EG/Li-BH4復(fù)合儲(chǔ)氫材料

La2Mg17-Ni復(fù)合儲(chǔ)氫材料

Mg-Nb/Mg-Nb2O5復(fù)合儲(chǔ)氫粉體復(fù)合材料

LiBH4-NaBH4復(fù)合儲(chǔ)氫材料

堿金屬硼氫化物—金屬氫化物復(fù)合儲(chǔ)氫材料

Mg-TiO2 金屬鎂-納米碳復(fù)合儲(chǔ)氫材料

新型儲(chǔ)氫材料-納米碳纖維復(fù)合材料

細(xì)菌纖維素基納米碳纖維儲(chǔ)鋰儲(chǔ)氫材料

MgH2-Li3AIH6復(fù)合儲(chǔ)氫材料

氨基硼烷(NH3BH3)復(fù)合儲(chǔ)氫材料

硼氫化鋰/稀土鎂基合金復(fù)合儲(chǔ)氫材料

Li3AlN2-Li2NH-LiH 鋰鋁氮?dú)鋸?fù)合儲(chǔ)氫材料

Zn(BH4)2-LiNH2復(fù)合儲(chǔ)氫材料

Al基配位復(fù)合儲(chǔ)氫材料

金屬基儲(chǔ)氫材料

新型金屬氨基絡(luò)合物基儲(chǔ)氫材料

鎂基金屬-分子篩復(fù)合納米儲(chǔ)氫材料

金屬氨基硼烷復(fù)合儲(chǔ)氫材料

非晶鎂鋁基復(fù)合儲(chǔ)氫材料

金屬硫化物-鎂基儲(chǔ)氫合金復(fù)合材料

改性鈉-鎂雙金屬?gòu)?fù)合儲(chǔ)氫材料

氫化鋁鋰基復(fù)合儲(chǔ)氫材料

金屬硼氫化物-金屬氫化物反應(yīng)復(fù)合儲(chǔ)氫材料

新型Co-Si材料-Mg基儲(chǔ)氫合金材料

碳基吸附儲(chǔ)氫材料

功能化石墨(烯)-輕金屬?gòu)?fù)合儲(chǔ)氫材料

鎳包覆碳納米管鎂基復(fù)合材料

碳納米管改性鎂基儲(chǔ)氫材料

碳泡沫納米復(fù)合儲(chǔ)氫材料

c-Mg/碳包覆鎂基儲(chǔ)氫材料

陶瓷表面改性Al粉體產(chǎn)氫材料

石墨相氮化碳復(fù)合材料產(chǎn)氫材料

二氧化鈦光解水制氫催化材料

氧空位改性二氧化鈦納米材料

聚合物復(fù)合改性鋁水解產(chǎn)氫材料

改性金屬N-TiO2水解產(chǎn)氫材料

納米氫化態(tài)鎂基復(fù)合粉體水解產(chǎn)氫材料

金屬納米粒子/介孔碳復(fù)合產(chǎn)氫材料材料

水解聚苯硫醚復(fù)合改性材料

水解改性芳綸纖維增強(qiáng)木塑復(fù)合材料

Al-NaBiO3水解產(chǎn)氫復(fù)合材料

鎂-鋁基氫化物復(fù)合水解產(chǎn)氫材料

Bi-Bi2O2CO3鋁基產(chǎn)氫材料

AlTi5B催化富鋁合金水解產(chǎn)氫材料

Mg17Al12氫化物的水解產(chǎn)氫材料

Al-Ga-Mg-Sn多元鋁合金水解產(chǎn)氫材料

氫化鎂水解制氫材料

Ru/Ce(OH)CO3納米復(fù)合催化氨硼烷水解產(chǎn)氫材料

搖鈴結(jié)構(gòu)鈷酸鹽納米復(fù)合催化氨硼烷水解產(chǎn)氫材料

MoS2/MS(M=Zn/Cd)基復(fù)合光催化材料水解產(chǎn)氫材料

**活性水鎂石復(fù)合改性材料

釔/石墨烯改性鎂鎳儲(chǔ)氫復(fù)合材料

抗水解劑改性聚酯纖維材料

Mg-Ga-In多孔三元富鎂水解制氫合金

AZ31鎂合金產(chǎn)氫材料

鈦鎂合金材料/鎂鋁水滑石轉(zhuǎn)化膜

Mg-Gd-Y鎂合金微弧氧化復(fù)合涂層

AM60鎂合金

閉孔泡沫鎂合金復(fù)合材料

NaAlH4配位氫化物儲(chǔ)氫材料

堿金屬配位氫化物儲(chǔ)氫材料

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小編：wyf  04.23