能源危机储氢合金是什么

㈠ 贮氢合金的定义

一种能可逆贮存氢气的贮氢合金，其组成是TiaVbCrcAldMe，式中M 为Cu，Fe，Co，Ni，Si，Sn，Mo，W中的至少一种元素或两种元素，1.0≤a≤1.6，0.2≤b ≤1.0，1.0≤c≤1.6，0.01≤d≤0.5，0.01≤e≤0.5。本发明的贮氢合金可以用真空电弧炉及真空中频感应炉熔炼，可以采用真空吸铸的方法浇注。熔炼的合金易活化，最高贮氢容量达4.0wt%，合金适合用作氢气净化器合金和燃料电池氢源合金。
氢能是未来能源最佳选择之一。氢能的利用涉及氢的储存、输运和使用。自20世纪60年代中期发现LaNi5和FeTi等金属间化合物的可逆储氢作用以来，储氢合金及其应用研究得到迅速发展。储氢合金能以金属氢化物的形式吸收氢，是一种安全、经济而有效的储氢方法。金属氢化物不仅具有储氢特性，而且具有将化学能与热能或机械能相互转化的机能，从而能利用反应过程中的焓变开发热能的化学储存与输送，有效利用各种废热形式的低质热源。因此．储氢合金的众多应用己受到人们的待别关注。

㈡ 什么是储氢合金电池

人们还利用储氢合金制作燃料电池和二次电池（蓄电池），这些电池具有安全、稳定和使用寿命长等优点。日本夏普公司研制的储氢合金二次电池，与一般的镍镉蓄电池相比，在相同的1．2伏电压下，其能量密度是后者的1．5～2倍。

这种储氢合金二次电池，以储氢合金作为负极，而以镍板作正极，并在正负极间充填含有碱溶液（电解液）的聚酷胺纤维。在电池中，储氢合金一方面进行氧化还原反应，另一方面进行氢离子的吸收和释放。与此同时，由于电子的得失在两电极上产生一定的电动势，将两极用导线接通，就会出现电流。

目前，制作二次电池较好的储氢合金是镧镍锌、钛镍硼、钒钛镍等。五、不锈钢

㈢ 储氢合金的简介

别看储氢合金的金属原子之间缝隙不大，但储氢本领却比氢气瓶的本领可大多了，因为它能像海绵吸水一样把钢瓶内的氢气全部吸尽。具体来说，相当于储氢钢瓶重量1/3的储氢合金，其体积不到钢瓶体积的1/10，但储氢量却是相同温度和压力条件下气态氢的1000倍，由此可见，储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。采用储氢合金来储氢，不仅具有储氢量大、能耗低，工作压力低、使用方便的特点，而且可免去庞大的钢制容器，从而使存储和运输方便而且安全。

㈣ 什么是储氢合金的表面中毒如何解决这一问题

金属或合金，表面总会生成一层氧化膜，还会吸附一些气体杂质和水分。它们妨碍金属氢化物的形成,这种现象称为'中毒'，因此必须进行活化处理。有的金属活化十分困难，因而限制了储氢金属的应用。

金属氢化物的生成伴随着体积的膨胀，而解离释氢过程又会发生体积收缩。经多次循环后，储氢金属便破碎粉化，使氢化和释氢渐趋困难。例如具有优良储氢和释氢性能的LaNi5，经10次循环后，其粒度由20目降至400目。如此细微的粉末，在释氢时就可能混杂在氢气中堵塞管路和阀门。金属的反复胀缩还可能造成容器破裂漏气。虽然有些储氢金属有较好的抗粉化性能，但减轻和防止粉化仍是实现金属氢化物储氢的前提条件之一。

杂质气体对储氢金属性能的影响不容忽视。虽然氢气中夹杂的O2、CO2、CO、H2O等气体的含量甚微，但反复操作，有的金属可能程度不同地发生中毒，影响氢化和释氢特性。

多数储氢金属的储氢质量分数仅1.5~4%，储存单位质量氢气，至少要用25倍的储氢金属，材料的投资费用太大。由于氢化是放热反应（生成焓），释氢需要供应热量（解离焓），实用中需装设热交换设备，进一步增加了储氢装置的体积和重量。因此这一技术走向实用和推广，仍有大量课题等待人们去研究和探索。

㈤ 用什么材料可以储存氢气

1、合金储氢材料

在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物。

按储氢合金金属组成元素的数目划分，可分为：二元系、三元系和多元系；按储氢合金材料的主要金属元素区分，可分为：稀土系、镁系、钛系、钒基固溶体、锆系等；而组成储氢合金的金属可分为吸氢类(用A表示)和不吸氢类(用B表示)，据此又可将储氢合金分为：AB5型、AB2型、AB型、A2B型。

2、无机物及有机物储氢材料

有机物储氢技术始于 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。

3、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，呈现出许多特有的物理、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特性， 如活化性能明显提高， 具有更高的氢扩散系数和优良的吸放氢动力学性能。

4、碳质材料储氢

吸附储氢具有安全可靠和储存效率高等优点。而在吸附储氢的材料中，碳质材料是最好的吸附剂，不仅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)。

5、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)与第三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。

6、水合物储氢

气体水合物，又称孔穴形水合物，是一种类冰状晶体，由水分子通过氢键形成的主体空穴在很弱的范德华力作用下包含客体分子组成。

(5)能源危机储氢合金是什么扩展阅读

氢气可以用作燃料，具有下列特点:

优点

1、资源丰富。以水为原料，电解便可获得。水资源在地球上相对主要燃料石油，煤也较丰富。

2、热值高。氢燃烧的热值高居各种燃料之冠，据测定，每千克氢燃烧放出的热量为1.4*10^8J，为石油热值的3倍多。因此，它贮存体积小，携带量大，行程远。

3、氢为燃料最洁净。氢的燃烧产物是水，对环境不产生任何污染。

缺点

氢气要安全储藏和运输并不容易，它重量轻、难捉摸、扩散速度快，需低温液化，会导致阀门堵塞并形成不必要的压力。

㈥ 什么是储氢合金压缩机

利用储氢合金放氢时所产生的压力，通过适当的动力转换装置，即可转变成有用的机械能。用储氢合金制作的压缩机，当向装有储氢合金填充层的压缩机内输入低压氢气时，储氢合金便吸氢放热，将氢储存起来，而放出的热量用通入管子的冷水吸收，然后，将热水通入管子，使储氢合金加热，它便吸热并放出高压氢气，可用来作为驱动力。这种压缩机由于没有复杂的机械零件，所以结构简单，制造成本低，而且工作中不产生噪音，也不会发生机械故障。用储氢合金制成的小型驱动器，因为氢气有缓冲作用，所以耐冲击和过负载，而且重量轻，无噪声，能产生相当大的驱动力。美国、日本等国已利用储氢合金制作机器人的驱动装置，既灵敏可靠又轻便。

㈦ 储氢合金都包括哪些金属

主要包括元素周期表中镍附近的金属，如铂、铑等。

㈧ 储氢材料概述

Fuel Cell R&D Center
Seminar I
Dalian Institute of Chemical Physics
储氢材料概述
报告人: 赵 平
指导教师: 张华民 研究员
Fuel cell R&D center
Dalian Institute of Chemical Physics
Chinese Academy of Science
2004年4月
Seminar I
一,绪言
氢-二十一世纪
的绿色能源
1.1能源危机与环境问题
化石能源的有限性与人类需求的无限性-石油,煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯竭!!!(科技日报,2004年2月25日,第二版)
化石能源的使用正在给地球造成巨大的生态灾难-温室效应,酸雨等严重威胁地球动植物的生存!!!
人类的出路何在 -新能源研究势在必行!!!
1.2 氢能开发,大势所趋
氢是自然界中最普遍的元素,资源无穷无尽-不存在枯竭问题
氢的热值高,燃烧产物是水-零排放,无污染 ,可循环利用
氢能的利用途径多-燃烧放热或电化学发电
氢的储运方式多-气体,液体,固体或化合物
1.3 实现氢能经济的关键技术
廉价而又高效的制氢技术
安全高效的储氢技术-开发新型高效的储氢材料和安全的储氢技术是当务之急
车用氢气存储系统目标:
IEA: 质量储氢容量>5%; 体积容量>50kg(H2)/m3
DOE : >6.5%, > 62kg(H2)/m3
二,不同储氢方式的比较
气态储氢:
能量密度低
不太安全
液化储氢:
能耗高
对储罐绝热性能要求高
二,不同储氢方式的比较
固态储氢的优势:
体积储氢容量高
无需高压及隔热容器
安全性好,无爆炸危险
可得到高纯氢,提高氢的附加值
2.1 体积比较
2.2 氢含量比较
三,储氢材料技术现状
3.1 金属氢化物
3.2 配位氢化物
3.3 纳米材料
金属氢化物储氢特点
反应可逆
氢以原子形式储存,固态储氢,安全可靠
较高的储氢体积密度
Abs.
Des.
M + x/2H2
MHx + H
Position for H occupied at HSM
Hydrogen on Tetrahedral Sites
Hydrogen on Octahedral Sites
3.1 金属氢化物储氢
目前研制成功的:
稀土镧镍系
钛铁系
镁系
钛/锆系
稀土镧镍系储氢合金
典型代表:LaNi5 ,荷兰Philips实验室首先研制
特点:
活化容易
平衡压力适中且平坦,吸放氢平衡压差小
抗杂质气体中毒性能好
适合室温操作
经元素部分取代后的MmNi3.55Co0.75Mn0.47Al0.3(Mm混合稀土,主要成分La,Ce,Pr,Nd)广泛用于镍/氢电池
PCT curves of LaNi5 alloy
钛铁系
典型代表:TiFe,美Brookhaven国家实验室首先发明
价格低
室温下可逆储放氢
易被氧化
活化困难
抗杂质气体中毒能力差
实际使用时需对合金进行表面改性处理
PCT curves of TiFe alloy
TiFe(40 ℃)
TiFe alloy
Characteristics:
two hydride phases;
phase (TiFeH1.04) & phase (TiFeH1.95 )
2.13TiFeH0.10 + 1/2H2 → 2.13TiFeH1.04
2.20TiFeH1.04 + 1/2H2 → 2.20TiFeH1.95

镁系
典型代表:Mg2Ni,美Brookhaven国家实验室首先报道
储氢容量高
资源丰富
价格低廉
放氢温度高(250-300℃ )
放氢动力学性能较差
改进方法:机械合金化-加TiFe和CaCu5球磨,或复合
钛/锆系
具有Laves相结构的金属间化合物
原子间隙由四面体构成,间隙多,有利于氢原子的吸附
TiMn1.5H2.5 日本松下(1.8%)
Ti0.90Zr0.1Mn1.4V0.2Cr0.4
活性好
用于:氢汽车储氢,电池负极Ovinic

3.2配位氢化物储氢
碱金属(Li,Na,K)或碱土金属(Mg,Ca)与第三主族元素(B,Al)形成
储氢容量高
再氢化难(LiAlH4在TiCl3, TiCl4等催化下180℃ ,8MPa氢压下获得5%的可逆储放氢容量)
金属配位氢化物的的主要性能
℃
3.3碳纳米管(CNTs)
1991年日本NEC公司Iijima教授发现CNTs
纳米碳管储氢-美学者Dillon1997首开先河
单壁纳米碳管束TEM照片
多壁纳米碳管TEM照片
纳米碳管吸附储氢:
Hydrogen storage capacities of CNTs and LaNi5 for comparison (data deternined by IMR,RT,10MPa)
纳米碳管电化学储氢
开口多壁MoS2纳米管及其循环伏安分析
循环伏安曲线
纳米碳管电化学储氢

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多壁纳米碳管电极循环充放电曲线,经过100充放电后_ 保持最大容量的70%
单壁纳米碳管循环充放电曲线,经过100充放电后 保持最大容量的80%
碳纳米管电化学储氢小结

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纯化处理后多壁纳米碳管最大放电容量为 1157mAh/g,相当于4.1%重量储氢容量.经过100充放电后,其仍保持最大容量的70%.
单壁纳米碳管最大放电容量为503mAh/g,相当于1.84%重量储氢容量.经过100充放电后,其仍保持最大容量的80%.
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纳米材料储氢存在的问题:
世界范围内所测储氢量相差太大:0.01(wt ) %-67 (wt ) %,如何准确测定
储氢机理如何
四,结束语-氢能离我们还有多远
氢能作为最清洁的可再生能源,近10多年来发达国家高度重视,中国近年来也投入巨资进行相关技术开发研究
氢能汽车在发达国家已示范运行,中国也正在筹划引进
氢能汽车商业化的障碍是成本高,高在氢气的储存
液氢和高压气氢不是商业化氢能汽车-安全性和成本
大多数储氢合金自重大,寿命也是个问题;自重低的镁基合金很难常温储放氢,位氢化物的可逆储放氢等需进一步开发研究,
碳材料吸附储氢受到重视,但基础研究不够,能否实用化还是个问号
氢能之路-前途光明,道路曲折!

㈨ 储氢合金是一类能够大量吸收___，并与___结合成的材料．

储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成的材料．
故答案为：氢气；氢气．

㈩ 储氢材料有哪些

储氢合金是指在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物。

水合物储存氢气具有很多的优点：首先，储氢和放氢过程完全互逆，储氢材料为水，放氢后的剩余产物也只有水，对环境没有污染，而且水在自然界中大量存在并价格低廉；其次，形成和分解的温度压力条件相对较低、速度快、能耗少。粉末冰形成氢水合物只需要几分钟，块状冰形成氢水合物也只需要几小时；而水合物分解时，因为氢气以分子的形态包含在水合物孔穴中，所以只需要在常温常压下氢气就可以从水合物中释放出来，分解过程非常安全且能耗少。因此，研究采用水合物的方式来储存氢气是很有意义的，美国、日本、加拿大、韩国和欧洲已经开始了初步的实验研究和理论分析工作。