能源危機儲氫合金是什麼

㈠ 貯氫合金的定義

一種能可逆貯存氫氣的貯氫合金，其組成是TiaVbCrcAldMe，式中M 為Cu，Fe，Co，Ni，Si，Sn，Mo，W中的至少一種元素或兩種元素，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。本發明的貯氫合金可以用真空電弧爐及真空中頻感應爐熔煉，可以採用真空吸鑄的方法澆注。熔煉的合金易活化，最高貯氫容量達4.0wt%，合金適合用作氫氣凈化器合金和燃料電池氫源合金。
氫能是未來能源最佳選擇之一。氫能的利用涉及氫的儲存、輸運和使用。自20世紀60年代中期發現LaNi5和FeTi等金屬間化合物的可逆儲氫作用以來，儲氫合金及其應用研究得到迅速發展。儲氫合金能以金屬氫化物的形式吸收氫，是一種安全、經濟而有效的儲氫方法。金屬氫化物不僅具有儲氫特性，而且具有將化學能與熱能或機械能相互轉化的機能，從而能利用反應過程中的焓變開發熱能的化學儲存與輸送，有效利用各種廢熱形式的低質熱源。因此．儲氫合金的眾多應用己受到人們的待別關注。

㈡ 什麼是儲氫合金電池

人們還利用儲氫合金製作燃料電池和二次電池（蓄電池），這些電池具有安全、穩定和使用壽命長等優點。日本夏普公司研製的儲氫合金二次電池，與一般的鎳鎘蓄電池相比，在相同的1．2伏電壓下，其能量密度是後者的1．5～2倍。

這種儲氫合金二次電池，以儲氫合金作為負極，而以鎳板作正極，並在正負極間充填含有鹼溶液（電解液）的聚酷胺纖維。在電池中，儲氫合金一方面進行氧化還原反應，另一方面進行氫離子的吸收和釋放。與此同時，由於電子的得失在兩電極上產生一定的電動勢，將兩極用導線接通，就會出現電流。

目前，製作二次電池較好的儲氫合金是鑭鎳鋅、鈦鎳硼、釩鈦鎳等。五、不銹鋼

㈢ 儲氫合金的簡介

別看儲氫合金的金屬原子之間縫隙不大，但儲氫本領卻比氫氣瓶的本領可大多了，因為它能像海綿吸水一樣把鋼瓶內的氫氣全部吸盡。具體來說，相當於儲氫鋼瓶重量1/3的儲氫合金，其體積不到鋼瓶體積的1/10，但儲氫量卻是相同溫度和壓力條件下氣態氫的1000倍，由此可見，儲氫合金不愧是一種極其簡便易行的理想儲氫方法。採用儲氫合金來儲氫，不僅具有儲氫量大、能耗低，工作壓力低、使用方便的特點，而且可免去龐大的鋼制容器，從而使存儲和運輸方便而且安全。

㈣ 什麼是儲氫合金的表面中毒如何解決這一問題

金屬或合金，表面總會生成一層氧化膜，還會吸附一些氣體雜質和水分。它們妨礙金屬氫化物的形成,這種現象稱為'中毒'，因此必須進行活化處理。有的金屬活化十分困難，因而限制了儲氫金屬的應用。

金屬氫化物的生成伴隨著體積的膨脹，而解離釋氫過程又會發生體積收縮。經多次循環後，儲氫金屬便破碎粉化，使氫化和釋氫漸趨困難。例如具有優良儲氫和釋氫性能的LaNi5，經10次循環後，其粒度由20目降至400目。如此細微的粉末，在釋氫時就可能混雜在氫氣中堵塞管路和閥門。金屬的反復脹縮還可能造成容器破裂漏氣。雖然有些儲氫金屬有較好的抗粉化性能，但減輕和防止粉化仍是實現金屬氫化物儲氫的前提條件之一。

雜質氣體對儲氫金屬性能的影響不容忽視。雖然氫氣中夾雜的O2、CO2、CO、H2O等氣體的含量甚微，但反復操作，有的金屬可能程度不同地發生中毒，影響氫化和釋氫特性。

多數儲氫金屬的儲氫質量分數僅1.5~4%，儲存單位質量氫氣，至少要用25倍的儲氫金屬，材料的投資費用太大。由於氫化是放熱反應（生成焓），釋氫需要供應熱量（解離焓），實用中需裝設熱交換設備，進一步增加了儲氫裝置的體積和重量。因此這一技術走向實用和推廣，仍有大量課題等待人們去研究和探索。

㈤ 用什麼材料可以儲存氫氣

1、合金儲氫材料

在一定溫度和氫氣壓力下，能可逆地大量吸收、儲存和釋放氫氣的金屬間化合物。

按儲氫合金金屬組成元素的數目劃分，可分為：二元系、三元系和多元系；按儲氫合金材料的主要金屬元素區分，可分為：稀土系、鎂系、鈦系、釩基固溶體、鋯系等；而組成儲氫合金的金屬可分為吸氫類(用A表示)和不吸氫類(用B表示)，據此又可將儲氫合金分為：AB5型、AB2型、AB型、A2B型。

2、無機物及有機物儲氫材料

有機物儲氫技術始於 20 世紀 80 年代。有機物儲氫是藉助不飽和液體有機物與氫的一對可逆反應，即利用催化加氫和脫氫的可逆反應來實現。加氫反應實現氫的儲存(化學鍵合)，脫氫反應實現氫的釋放。

3、納米儲氫材料

納米材料由於具有量子尺寸效應、小尺寸效應及表面效應，呈現出許多特有的物理、化學性質， 成為物理、化學、材料等學科研究的前沿領域。儲氫合金納米化後同樣出現了許多新的熱力學和動力學特性， 如活化性能明顯提高， 具有更高的氫擴散系數和優良的吸放氫動力學性能。

4、碳質材料儲氫

吸附儲氫具有安全可靠和儲存效率高等優點。而在吸附儲氫的材料中，碳質材料是最好的吸附劑，不僅對少數的氣體雜質不敏感，而且可反復使用。碳質儲氫材料主要是高比表面積活性炭（AC）、石墨納米纖維(GNF)、碳納米管(CNT)。

5、配位氫化物儲氫

配位氫化物儲氫是利用鹼金屬(Li、Na、K等)或鹼土金屬(Mg、Ca等)與第三主族元素可與氫形成配位氫化物的性質。其與金屬氫化物之間的主要區別在於吸氫過程中向離子或共價化合物的轉變，而金屬氫化物中的氫以原子狀態儲存於合金中。

6、水合物儲氫

氣體水合物，又稱孔穴形水合物，是一種類冰狀晶體，由水分子通過氫鍵形成的主體空穴在很弱的范德華力作用下包含客體分子組成。

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氫氣可以用作燃料，具有下列特點:

優點

1、資源豐富。以水為原料，電解便可獲得。水資源在地球上相對主要燃料石油，煤也較豐富。

2、熱值高。氫燃燒的熱值高居各種燃料之冠，據測定，每千克氫燃燒放出的熱量為1.4*10^8J，為石油熱值的3倍多。因此，它貯存體積小，攜帶量大，行程遠。

3、氫為燃料最潔凈。氫的燃燒產物是水，對環境不產生任何污染。

缺點

氫氣要安全儲藏和運輸並不容易，它重量輕、難捉摸、擴散速度快，需低溫液化，會導致閥門堵塞並形成不必要的壓力。

㈥ 什麼是儲氫合金壓縮機

利用儲氫合金放氫時所產生的壓力，通過適當的動力轉換裝置，即可轉變成有用的機械能。用儲氫合金製作的壓縮機，當向裝有儲氫合金填充層的壓縮機內輸入低壓氫氣時，儲氫合金便吸氫放熱，將氫儲存起來，而放出的熱量用通入管子的冷水吸收，然後，將熱水通入管子，使儲氫合金加熱，它便吸熱並放出高壓氫氣，可用來作為驅動力。這種壓縮機由於沒有復雜的機械零件，所以結構簡單，製造成本低，而且工作中不產生噪音，也不會發生機械故障。用儲氫合金製成的小型驅動器，因為氫氣有緩沖作用，所以耐沖擊和過負載，而且重量輕，無雜訊，能產生相當大的驅動力。美國、日本等國已利用儲氫合金製作機器人的驅動裝置，既靈敏可靠又輕便。

㈦ 儲氫合金都包括哪些金屬

主要包括元素周期表中鎳附近的金屬，如鉑、銠等。

㈧ 儲氫材料概述

Fuel Cell R&D Center
Seminar I
Dalian Institute of Chemical Physics
儲氫材料概述
報告人: 趙 平
指導教師: 張華民 研究員
Fuel cell R&D center
Dalian Institute of Chemical Physics
Chinese Academy of Science
2004年4月
Seminar I
一,緒言
氫-二十一世紀
的綠色能源
1.1能源危機與環境問題
化石能源的有限性與人類需求的無限性-石油,煤炭等主要能源將在未來數十年至數百年內枯竭!!!(科技日報,2004年2月25日,第二版)
化石能源的使用正在給地球造成巨大的生態災難-溫室效應,酸雨等嚴重威脅地球動植物的生存!!!
人類的出路何在 -新能源研究勢在必行!!!
1.2 氫能開發,大勢所趨
氫是自然界中最普遍的元素,資源無窮無盡-不存在枯竭問題
氫的熱值高,燃燒產物是水-零排放,無污染 ,可循環利用
氫能的利用途徑多-燃燒放熱或電化學發電
氫的儲運方式多-氣體,液體,固體或化合物
1.3 實現氫能經濟的關鍵技術
廉價而又高效的制氫技術
安全高效的儲氫技術-開發新型高效的儲氫材料和安全的儲氫技術是當務之急
車用氫氣存儲系統目標:
IEA: 質量儲氫容量>5%; 體積容量>50kg(H2)/m3
DOE : >6.5%, > 62kg(H2)/m3
二,不同儲氫方式的比較
氣態儲氫:
能量密度低
不太安全
液化儲氫:
能耗高
對儲罐絕熱性能要求高
二,不同儲氫方式的比較
固態儲氫的優勢:
體積儲氫容量高
無需高壓及隔熱容器
安全性好,無爆炸危險
可得到高純氫,提高氫的附加值
2.1 體積比較
2.2 氫含量比較
三,儲氫材料技術現狀
3.1 金屬氫化物
3.2 配位氫化物
3.3 納米材料
金屬氫化物儲氫特點
反應可逆
氫以原子形式儲存,固態儲氫,安全可靠
較高的儲氫體積密度
Abs.
Des.
M + x/2H2
MHx + H
Position for H occupied at HSM
Hydrogen on Tetrahedral Sites
Hydrogen on Octahedral Sites
3.1 金屬氫化物儲氫
目前研製成功的:
稀土鑭鎳系
鈦鐵系
鎂系
鈦/鋯系
稀土鑭鎳系儲氫合金
典型代表:LaNi5 ,荷蘭Philips實驗室首先研製
特點:
活化容易
平衡壓力適中且平坦,吸放氫平衡壓差小
抗雜質氣體中毒性能好
適合室溫操作
經元素部分取代後的MmNi3.55Co0.75Mn0.47Al0.3(Mm混合稀土,主要成分La,Ce,Pr,Nd)廣泛用於鎳/氫電池
PCT curves of LaNi5 alloy
鈦鐵系
典型代表:TiFe,美Brookhaven國家實驗室首先發明
價格低
室溫下可逆儲放氫
易被氧化
活化困難
抗雜質氣體中毒能力差
實際使用時需對合金進行表面改性處理
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

鎂系
典型代表:Mg2Ni,美Brookhaven國家實驗室首先報道
儲氫容量高
資源豐富
價格低廉
放氫溫度高(250-300℃ )
放氫動力學性能較差
改進方法:機械合金化-加TiFe和CaCu5球磨,或復合
鈦/鋯系
具有Laves相結構的金屬間化合物
原子間隙由四面體構成,間隙多,有利於氫原子的吸附
TiMn1.5H2.5 日本松下(1.8%)
Ti0.90Zr0.1Mn1.4V0.2Cr0.4
活性好
用於:氫汽車儲氫,電池負極Ovinic

3.2配位氫化物儲氫
鹼金屬(Li,Na,K)或鹼土金屬(Mg,Ca)與第三主族元素(B,Al)形成
儲氫容量高
再氫化難(LiAlH4在TiCl3, TiCl4等催化下180℃ ,8MPa氫壓下獲得5%的可逆儲放氫容量)
金屬配位氫化物的的主要性能
℃
3.3碳納米管(CNTs)
1991年日本NEC公司Iijima教授發現CNTs
納米碳管儲氫-美學者Dillon1997首開先河
單壁納米碳管束TEM照片
多壁納米碳管TEM照片
納米碳管吸附儲氫:
Hydrogen storage capacities of CNTs and LaNi5 for comparison (data deternined by IMR,RT,10MPa)
納米碳管電化學儲氫
開口多壁MoS2納米管及其循環伏安分析
循環伏安曲線
納米碳管電化學儲氫

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多壁納米碳管電極循環充放電曲線,經過100充放電後_ 保持最大容量的70%
單壁納米碳管循環充放電曲線,經過100充放電後 保持最大容量的80%
碳納米管電化學儲氫小結

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純化處理後多壁納米碳管最大放電容量為 1157mAh/g,相當於4.1%重量儲氫容量.經過100充放電後,其仍保持最大容量的70%.
單壁納米碳管最大放電容量為503mAh/g,相當於1.84%重量儲氫容量.經過100充放電後,其仍保持最大容量的80%.
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納米材料儲氫存在的問題:
世界范圍內所測儲氫量相差太大:0.01(wt ) %-67 (wt ) %,如何准確測定
儲氫機理如何
四,結束語-氫能離我們還有多遠
氫能作為最清潔的可再生能源,近10多年來發達國家高度重視,中國近年來也投入巨資進行相關技術開發研究
氫能汽車在發達國家已示範運行,中國也正在籌劃引進
氫能汽車商業化的障礙是成本高,高在氫氣的儲存
液氫和高壓氣氫不是商業化氫能汽車-安全性和成本
大多數儲氫合金自重大,壽命也是個問題;自重低的鎂基合金很難常溫儲放氫,位氫化物的可逆儲放氫等需進一步開發研究,
碳材料吸附儲氫受到重視,但基礎研究不夠,能否實用化還是個問號
氫能之路-前途光明,道路曲折!

㈨ 儲氫合金是一類能夠大量吸收___，並與___結合成的材料．

儲氫合金是一類能夠大量吸收氫氣，並與氫氣結合成的材料．
故答案為：氫氣；氫氣．

㈩ 儲氫材料有哪些

儲氫合金是指在一定溫度和氫氣壓力下，能可逆地大量吸收、儲存和釋放氫氣的金屬間化合物。

水合物儲存氫氣具有很多的優點：首先，儲氫和放氫過程完全互逆，儲氫材料為水，放氫後的剩餘產物也只有水，對環境沒有污染，而且水在自然界中大量存在並價格低廉；其次，形成和分解的溫度壓力條件相對較低、速度快、能耗少。粉末冰形成氫水合物只需要幾分鍾，塊狀冰形成氫水合物也只需要幾小時；而水合物分解時，因為氫氣以分子的形態包含在水合物孔穴中，所以只需要在常溫常壓下氫氣就可以從水合物中釋放出來，分解過程非常安全且能耗少。因此，研究採用水合物的方式來儲存氫氣是很有意義的，美國、日本、加拿大、韓國和歐洲已經開始了初步的實驗研究和理論分析工作。