儲氫合金簡介課件

儲氫材料的研究與發(fā)展報告人：吳麗娟學號:S201109027日期：2012年4月10日HydrogenStorageMaterials儲氫材料的研究與發(fā)展報告人：吳麗娟HydrogenStorHydrogenStorageMaterials一研究背景氫——二十一世紀的綠色能源優(yōu)點：自然界最普遍的元素;

清潔能源;

燃燒性能好，易點燃;

發(fā)熱值高(142MJ/kg);

導熱性好;

用途廣泛;HydrogenStorageMaterials一研究HydrogenStorageMaterials氫的儲存方法氣態(tài)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固態(tài)儲氫的優(yōu)勢：（金屬或合金儲氫）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，提高氫的附加值開發(fā)新型高效的儲氫材料和安全的儲氫技術(shù)HydrogenStorageMaterials氫的儲存HydrogenStorageMaterials幾種貯氫方法比較HydrogenStorageMaterials幾種貯氫HydrogenStorageMaterials二儲氫材料技術(shù)現(xiàn)狀Abs.Des.金屬合金材料物理吸附材料復合化學氫化合物材料液態(tài)有機儲氫材料HydrogenStorageMaterials二儲氫HydrogenStorageMaterials金屬氫化物儲氫特點反應可逆氫以原子形式儲存，固態(tài)儲氫，安全可靠較高的儲氫體積密度

HydrogenonTetrahedralSites

HydrogenonOctahedralSitesM+x/2H2MHx+?HAbs.Des.HydrogenStorageMaterials金屬氫化HydrogenStorageMaterials稀土鑭鎳系儲氫合金

典型代表：LaNi5,荷蘭Philips實驗室首先研制

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(zhì)氣體中毒性能好適合室溫操作

經(jīng)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)廣泛用于鎳/氫電池HydrogenStorageMaterials稀土鑭鎳HydrogenStorageMaterials鈦鐵系儲氫合金典型代表：TiFe，美Brookhaven國家實驗室首先發(fā)明價格低室溫下可逆儲放氫易被氧化活化困難抗雜質(zhì)氣體中毒能力差實際使用時需對合金進行表面改性處理HydrogenStorageMaterials鈦鐵系儲HydrogenStorageMaterials

鈦和鐵可形成TiFe和TiFe2二種穩(wěn)定的金屬間化合物。TiFe2基本上不與氫反應，TiFe可在室溫與氫反應生成TiFeH1.04和TiFeH1.95兩種氫化物。其中TiFeH1.04為四方結(jié)構(gòu)，TiFeH1.95為立方結(jié)構(gòu)。其貯氫量比LaNi5大，為自重的1.75%。

為改善TiFe合金的儲氫特性，可用過渡金屬Co，Cr，Cu，Mn，Mo，Ni，Nb，V等置換部分鐵形成多元合金以實現(xiàn)常溫活化。過渡金屬的加入，使合金活化性能得到改善，氫化物穩(wěn)定性增加。HydrogenStorageMaterialsHydrogenStorageMaterials鎂系儲氫材料典型代表：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HydrogenStorageMaterials鎂系儲氫HydrogenStorageMaterials物理吸附類材料碳基材料(石墨、活性炭、碳納米管)及其衍生物(如石墨插層化合物KC24、CsC24等）無機多孔材料(如沸石分子篩)和金屬有機骨架化合物等范德華力優(yōu)點：儲氫方式簡單、吸放氫容易缺點：大多只能在–196℃左右有足夠的儲氫密度，在常溫常壓下其吸氫量很低，因而用途有限。HydrogenStorageMaterials物理吸附HydrogenStorageMaterials納米碳管儲氫-美學者Dillon1997首開先河

1991年日本NEC公司Iijima教授發(fā)現(xiàn)CNTs單壁納米碳管束TEM照片多壁納米碳管TEM照片HydrogenStorageMaterials納米碳管HydrogenStorageMaterials非晶態(tài)合金儲氫非晶態(tài)合金比同組分的晶態(tài)合金在相同溫度和氫壓下有更大的貯氫量，如TiCu非晶態(tài)比晶態(tài)貯氫量大1/3。非晶態(tài)貯氫合金具有較高耐蝕性、耐磨性，可多次使用而不破碎，但吸氫放熱時易使其晶化。HydrogenStorageMaterials非晶態(tài)合HydrogenStorageMaterials目前，美國、西德、日本在氫能和儲氫金屬利用方面已接近實用化。1979~1983年西德奔馳汽車公司氫做燃料在西柏林和斯圖加特進行了小型客車和貨車的行車實驗。據(jù)報道，只要帶上儲氫量為5kg的280kgTiFe合金氫化物就能行駛110km。1980年，我國研制成功了第一輛氫汽車。1985年10月，蘇聯(lián)也在莫斯科利用鈦、鐵、礬合金氫化物進行了氫汽油混合燃料汽車的試驗。我國的稀土類資源占世界首位，工業(yè)總儲量為各國總儲量的5倍，為發(fā)展稀土儲氫金屬開辟了廣闊的前景。近年來，我國在儲氫金屬研制方面取得了重大的進展，一些產(chǎn)品的性能已達到國外同類產(chǎn)品的水平。HydrogenStorageMaterials目前，美HydrogenStorageMaterialsTheend！HydrogenStorageMaterialsThe儲氫材料的研究與發(fā)展報告人：吳麗娟學號:S201109027日期：2012年4月10日HydrogenStorageMaterials儲氫材料的研究與發(fā)展報告人：吳麗娟HydrogenStorHydrogenStorageMaterials一研究背景氫——二十一世紀的綠色能源優(yōu)點：自然界最普遍的元素;

清潔能源;

燃燒性能好，易點燃;

發(fā)熱值高(142MJ/kg);

導熱性好;

用途廣泛;HydrogenStorageMaterials一研究HydrogenStorageMaterials氫的儲存方法氣態(tài)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固態(tài)儲氫的優(yōu)勢：（金屬或合金儲氫）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，提高氫的附加值開發(fā)新型高效的儲氫材料和安全的儲氫技術(shù)HydrogenStorageMaterials氫的儲存HydrogenStorageMaterials幾種貯氫方法比較HydrogenStorageMaterials幾種貯氫HydrogenStorageMaterials二儲氫材料技術(shù)現(xiàn)狀Abs.Des.金屬合金材料物理吸附材料復合化學氫化合物材料液態(tài)有機儲氫材料HydrogenStorageMaterials二儲氫HydrogenStorageMaterials金屬氫化物儲氫特點反應可逆氫以原子形式儲存，固態(tài)儲氫，安全可靠較高的儲氫體積密度

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HydrogenonOctahedralSitesM+x/2H2MHx+?HAbs.Des.HydrogenStorageMaterials金屬氫化HydrogenStorageMaterials稀土鑭鎳系儲氫合金

典型代表：LaNi5,荷蘭Philips實驗室首先研制

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(zhì)氣體中毒性能好適合室溫操作

經(jīng)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)廣泛用于鎳/氫電池HydrogenStorageMaterials稀土鑭鎳HydrogenStorageMaterials鈦鐵系儲氫合金典型代表：TiFe，美Brookhaven國家實驗室首先發(fā)明價格低室溫下可逆儲放氫易被氧化活化困難抗雜質(zhì)氣體中毒能力差實際使用時需對合金進行表面改性處理HydrogenStorageMaterials鈦鐵系儲HydrogenStorageMaterials

鈦和鐵可形成TiFe和TiFe2二種穩(wěn)定的金屬間化合物。TiFe2基本上不與氫反應，TiFe可在室溫與氫反應生成TiFeH1.04和TiFeH1.95兩種氫化物。其中TiFeH1.04為四方結(jié)構(gòu)，TiFeH1.95為立方結(jié)構(gòu)。其貯氫量比LaNi5大，為自重的1.75%。

為改善TiFe合金的儲氫特性，可用過渡金屬Co，Cr，Cu，Mn，Mo，Ni，Nb，V等置換部分鐵形成多元合金以實現(xiàn)常溫活化。過渡金屬的加入，使合金活化性能得到改善，氫化物穩(wěn)定性增加。HydrogenStorageMaterialsHydrogenStorageMaterials鎂系儲氫材料典型代表：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HydrogenStorageMaterials鎂系儲氫HydrogenStorageMaterials物理吸附類材料碳基材料(石墨、活性炭、碳納米管)及其衍生物(如石墨插層化合物KC24、CsC24等）無機多孔材料(如沸石分子篩)和金屬有機骨架化合物等范德華力優(yōu)點：儲氫方式簡單、吸放氫容易缺點：大多只能在–196℃左右有足夠的儲氫密度，在常溫常壓下其吸氫量很低，因而用途有限。HydrogenStorageMaterials物理吸附HydrogenStorageMaterials納米碳管儲氫-美學者Dillon1997首開先河

1991年日本NEC公司Iijima教授發(fā)現(xiàn)CNTs單壁納米碳管束TEM照片多壁納米碳管TEM照片HydrogenStorageMaterials納米碳管HydrogenStorageMaterials非晶態(tài)合金儲氫非晶態(tài)合金比同組分的晶態(tài)合金在相同溫度和氫壓下有更大的貯氫量，如TiCu非晶態(tài)比晶態(tài)貯氫量大1/3。非晶態(tài)貯氫合金具有較高耐蝕性、耐磨性，可多次使用而不破碎，但吸氫放熱時易使其晶化。HydrogenStorageMaterials非晶態(tài)合HydrogenStorageMaterials目前，美國、西德、日本在氫能和儲氫金屬利用方面已接近實用化。1979~1983年西德奔馳汽車公司氫做燃料在西柏林和斯圖加特進行了小型客車和貨車的行車實驗。據(jù)報道，只要帶上儲氫量為5kg的280kgTiFe合金氫化物就