儲氫材料綜述ppt課件VIP

.,1,儲氫材料研究概況,.,2,目錄,儲氫材料的要求儲氫材料的分類小結,.,3,儲氫材料的要求,單位質量、單位體積吸氫量高不易于空氣中的氣體反應用于儲氫時生成熱小反復吸放氫時粉化傾向小成本低,.,4,儲氫材料分類,物理方式儲氫化學方式儲氫,.,5,物理方式儲氫,活性炭、碳納米材料等利用物理吸附儲氫?；钚蕴克铚囟鹊?研究的重點是提高儲氫溫度。碳納米材料碳納米材料包括碳納米纖維、碳納米管和石墨烯等。碳納米纖維吸氫量可達5wt%10wt%。碳納米管分為單壁碳納米管和多壁碳納米管，純單壁碳納米管的常溫儲氫容量高達5wt%10wt%。缺點是成本過高。,.,6,化學方式儲氫,金屬（合金）儲氫材料絡合氫化物儲氫材料,.,7,金屬（合金）儲氫材料,金屬（合金）儲氫材料與氫反應：,M金屬或者合金吸氫放熱，放氫吸熱由P-C-T曲線圖可知，反應進行的方向取決于溫度和氫壓力。,P-C-T曲線圖1,.,8,金屬（合金）儲氫材料分類：A5BA2BABAB2V和V基固溶體,A元素：容易形成穩(wěn)定氫化物的放熱型金屬B元素：難于形成氫化物的吸熱型金屬,.,9,AB5型,典型代表：LaNi5室溫下，與幾個大氣壓的氫反應：LaNi5+3H2LaNi5H6儲氫量約1.4wt。優(yōu)點：吸氫量大、易活化、不易中毒、平衡壓力適中、滯后小、吸放氫快等。缺點：易粉化、成本高。,.,10,A2B型,典型代表：Mg2Ni在1.4MPa、200條件下：Mg2Ni+2H2Mg2NiH4儲氫量約3.6wt。優(yōu)點：密度小、儲氫容量高、價格低廉、資源豐富。缺點：活化困難，反應速度慢，放氫溫度高。,.,11,AB型,典型代表：TiFe室溫下，平衡氫壓為0.3MPa儲氫量約1.86wt%。優(yōu)點：儲氫量大，放氫溫度低,價格低廉，資源豐富。缺點：活化困難，滯后較大，易中毒，反復吸氫性能降。,.,12,AB2型,典型代表：ZrMn2儲氫量約1.8wt%。優(yōu)點：儲氫量大、易活化、反應速度快。缺點：氫化物生成熱大，吸放氫平臺壓力低，成本高。,.,13,V和V基固溶體,典型代表：(V0.9Ti0.1)0.95Fe0.05儲氫量約3.7wt%。優(yōu)點：儲氫密度較大，平衡壓適中，能在室溫條件下大量儲氫，尤其是抗粉化性能好缺點：合金熔點高、價格昂貴、制備相對比較困難、對環(huán)境不太友好、不適合大規(guī)模應用,.,14,改變化學計量元素替代,金屬儲氫材料的改良：,.,15,絡合氫化物,概念：堿金屬和堿土金屬與氫化合形成配位氫化物。優(yōu)點：質量儲氫密度高缺點：(1)放氫動力學和可逆吸放氫性能差。(2)配位氫化物放氫一般多步進行，每步放氫條件不一樣，因此，實際儲氫量和理論值有較大差別。常見的有：鋁氫化物硼氫化物氮氫化物,.,16,鋁氫化物,典型代表：LiAlH4,第三步反應溫度在400以上，明顯不適合車載使用。因此以前兩步為主，放氫量約7.9wt%,.,17,硼氫化物,典型代表：LiBH4LiBH4LiH+B+3/2H2（600K）H=69kJ/molH2放氫量約13.8wt%。LiBH4中加入LiNH2反應如下：LiBH4+2LiNH2Li3BN2+4H2（450K）H=-23kJ/molH2。放氫量約7.9wt%9.5wt%。,.,18,氮氫化物,典型代表:LiNH2Li3N+2H2LiH+Li2NH+H2LiNH2+2LiH儲氫量約10.5wt%,.,19,氨硼烷,氨硼烷(NH3BH3)NH3BH3(NH2BH2)n+H2(70-112)(NH2BH2)n(NHBH)n+nH2(155-350)(NHBH)nnBN+n/2H2(大于350）前兩步放氫量約10wt%。難點是實現(xiàn)低溫脫氫和抑制雜質副產(chǎn)物,.,20,摻雜摻雜改善了配位氫化物的脫氫性能.4,K2TiF6摻雜NaAlH4體系與純NaAlH4脫氫相比,動力學性能顯著提高,絡合氫化物性能改善,KK2TiF6摻雜NaAlH4與純NaAlH4樣品的脫氫曲線3,.,21,陰陽離子替代陰陽離子替代改善價鍵結合能，進而改善熱穩(wěn)定性和動力學性能4陽離子替代用Li原子部分替代對Na3AlH6中的Na原子,形成Na2LiAlH6,該氫化物平臺壓降低。陰離子替代用F原子部分替代Na3AlH6中的H原子,形成Na3AIH6-xFx,該氫化物展現(xiàn)了較好的平臺性能。,.,22,氫化物反應失穩(wěn)氫化物反應失穩(wěn)是通過添加適當?shù)姆磻飦砀淖儦浠锏脑蟹纸饴窂?以形成更加穩(wěn)定的脫氫產(chǎn)物。4,AH2+BABx+xB反應焓較小,從而降低了氫化物的分解溫度,且易于可逆加氫反應的進行,不同脫氫反應路徑焓變示意圖3,.,23,小結,金屬（合金）儲氫存在著儲氫量低等問題，常用改變元素化學計量比、元素替代等方法改善其性能。絡合氫化物儲氫量高，但是放氫困難，常用摻雜等方法改善其性能。,.,24,參考文獻,1胡子龍.貯氫材料M.北京：化學工業(yè)出版社,2002.2LiuY,ChuL,ZhouH,GaoM,WangQ.AnovelcatalystprecursorK2YiF6withremarkablesynergeticeffectsofK,TiandFtogetheronreversiblehydrogenstorageofNaAlH4J.Chem.Commun,2011,47:1740-1742.3VajoJJ,OlsonGL