氫儲存運輸及加注技術(shù)教學(xué)課件：4.1儲氫材料簡介

儲氫材料簡介氫能燃燒后的生成物只有水目前發(fā)現(xiàn)的能源體系中儲量豐富且無公害的清潔能源；是理想化石燃料替代品。儲氫材料的作用“碳達峰”“碳中和”儲氫材料的作用制約了氫能走向?qū)嵱没鸵?guī)模化。氫能的存儲目錄儲氫材料的定義、要求及原理1儲氫材料的分類2儲氫材料的重要功能是擔(dān)負能量儲存、轉(zhuǎn)換和輸送的功能，可以簡單地理解為載能體或載氫體。廣義上講儲氫材料的定義構(gòu)成載熱體系，完成熱能的儲存、轉(zhuǎn)換和輸送任務(wù)；儲氫材料的可逆反應(yīng)熱電能化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換利用儲氫材料儲存化學(xué)能的特性，可構(gòu)成載電系統(tǒng)，使電能可以儲存和轉(zhuǎn)換。儲氫材料自然可構(gòu)成載氫體系儲存輸送分離精制氫同位素的回收儲氫材料是一種在適當(dāng)條件下，能夠儲存氫的材料。狹義上講儲氫材料的定義通過吸附儲存氫儲存氫通過與氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成化合物形式儲存氫差異→儲氫材料必須具有高度的可逆性。儲氫材料的要求根據(jù)氫的物理化學(xué)特性研究得知，若使儲氫材料具有實用價值，除了需要滿足安全儲存和便于運輸、成本合理等基本要求外，儲氫材料應(yīng)具備下列條件：1易活化，單位質(zhì)量、單位體積儲氫含量高；2具有高度的反應(yīng)可逆性，且可在常溫、常壓下進行；3具有良好的循環(huán)壽命，而且循環(huán)的次數(shù)足夠多時，仍然能保持性能穩(wěn)定；吸收、離解氫過程中的平衡氫壓差小，即滯后效應(yīng)?。粌洳牧系囊蟾鶕?jù)氫的物理化學(xué)特性研究得知，若使儲氫材料具有實用價值，除了需要滿足安全儲存和便于運輸、成本合理等基本要求外，儲氫材料應(yīng)具備下列條件：5在設(shè)計生產(chǎn)時還應(yīng)注意要盡量使其具有價格低廉、不污染環(huán)境、制造工藝簡單、容易制造等特性。4具有優(yōu)良的抗毒性能，在空氣中穩(wěn)定、安全性好，不易受N2、O2、H2S等雜質(zhì)氣體毒害。儲氫材料的要求在電化學(xué)條件下，儲氫還要考慮以下因素：1在氫的陽極氧化電位范圍內(nèi)，儲氫材料應(yīng)具有較強的抗氧化能力；2在電解液中，儲氫材料應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；3儲氫材料應(yīng)具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。根據(jù)氫與固態(tài)材料作用機理的不同化學(xué)吸附儲氫物理吸附儲氫儲氫材料的原理儲氫材料的原理化學(xué)吸附儲氫氫分子裂解成氫原子過渡金屬堿金屬堿土金屬的單質(zhì)合金金屬氫化物不飽和有機液體氫的儲存儲氫材料的原理物理吸附儲氫非極性的氫分子質(zhì)量小比表面積大多孔吸附結(jié)構(gòu)表面和骨架中吸附劑色散力作用物理作用儲氫材料金屬儲氫材料碳質(zhì)儲氫材料儲氫材料的分類無機離子型化合物儲氫材料有機液體化合物儲氫材料金屬有機物骨架化合物儲氫材料（化學(xué)方式儲氫）（物理方式儲氫）（化學(xué)方式儲氫）（化學(xué)方式儲氫）（化學(xué)方式儲氫）儲氫材料的分類金屬儲氫材料合金氫化物材料，其儲氫密度是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氫氣密度的1000倍。儲氫材料的分類金屬儲氫材料儲氫原理：利用金屬氫化物的特性，調(diào)節(jié)溫度和壓力，分解并放出氫氣后而本身又還原到原來合金的原理。碳質(zhì)儲氫材料儲氫合金氫氣可逆金屬氫化物來儲存氫氣生成利用吸附來實現(xiàn)儲氫活性炭（AC)活性炭纖維(ACF)富勒烯碳納米管（CNT)低溫條件下，才能實現(xiàn)好的吸附特性處于研發(fā)階段碳酸氫鹽配位氫化物儲氫材料的分類無機離子型化合物儲氫材料有機液體化合物儲氫材料具有相對較高的儲氫質(zhì)量比和良好的吸／放氫性能甲酸鹽苯甲苯優(yōu)點儲氫量大儲存、運輸、維護、保養(yǎng)安全方便可多次循環(huán)使用壽命長（可達20年）儲氫材料的分類傳統(tǒng)的儲氫技術(shù)深冷液化金屬氫化物高壓壓縮金屬簇有機鏈多孔的結(jié)晶材料儲氫材料的分類金屬有機物骨架化合物儲氫材料具有統(tǒng)一尺寸的立方空隙，構(gòu)成空隙的結(jié)構(gòu)也類似用作儲氫材料的金屬有機物骨架化合物特點優(yōu)點具有更大的比表面積。純度高、結(jié)晶度高、成本低、能夠大批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)可控。儲