储氢量较大.ppt

储能材料—储氢材料 主要内容 了解氢的性能、用途及制备方法 熟悉氢能的存储方法 掌握各种金属氢化物储氢 1、开发氢能的必要性： 人类面临能源危机——石油、煤炭和天燃气已濒临枯竭；利用化石能源带来的环境问题。如空气污染、酸雨、温室效应等。 开发新能源——太阳能、地热、风能及海洋能等一次能源转化为可储存和运输的二次能源。 地球上最丰富的元素之一氢是一种非常重要的二次能源。 2、氢能优点 （1）热值高：氢的燃烧热大约是汽油的3倍，焦炭的 4.5倍； （2）资源丰富：地球表面有丰富的水资源，水中含 氢量达11.1％； （3）不产生二次污染：燃烧后生成水，干净、无毒； （4）应用范围广，适应性强：如可作为燃料电池发 电，用于氢能汽车、化学热泵等 。 3、氢能源的开发遇到的问题--主要是制氢工艺和氢的储存： 氢的制备 1)实验室制备 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 2)化石能源制氢 煤制氢：C+H2O(气） CO+H2 CO+H2O(气） CO2+H2 C+2H2O(气） CO2+2H2 氢的制备 天然气制氢 甲烷重整： CH4+H2O CO+3H2 甲烷部分氧化重整：CH4+0.5O2 CO+2H2 甲烷裂解： CH4 C+2H2 3）甲醇制氢 4）生物制氢 氢的制备 活性炭具有较高的比表面积，尤其是优质活性炭 的比表面积可达2000m2／g以上，利用低温加压可吸附储氢。 富勒烯(C60)和碳纳米管(CNT)对氢气具有较强的 吸附作用。 如：单层碳纳米管的吸氢量比活性炭高，吸附 量可达5％～10％(质量分数) 。 2、深冷液化储氢 在常压和20K温度下，气态氢可液化为液态氢，液态的密度是气态氢的845倍。深冷液化贮氢，其体积能量密度高，储存容器体积小。 金属氢化物储氢 某些过渡金属、合金、金属间化合物，由于其特殊的 晶格结构等原因，在一定条件下，氢原子比较容易进 入金属晶格的四面体或八面体间隙中，形成金属氢化 物，可储存比其体系大1000—1300倍的氢。 当金属氢化物受热时，又可释放出氢气。 各种储氢方式储氢密度比较 单一稀土元素的影响（A侧优化） 二元混合稀土组成的影响La-Ce La-pr La-Nd B侧元素的优化 Co元素的作用 合金的表面处理 表面包覆（铜，镍，钴等） 表面修饰(表面涂覆疏水性的有机物或贵金属） 热碱处理 氟化物处理 酸处理 化学还原处理 合金的组织结构与电极性能 合金的组织结构（凝固组织、晶粒尺寸及晶界偏析等）因合金的成分、铸造条件及热处理工艺不同而不同，对合金的电极性能有很大的影响。如合金的凝固组织及晶粒尺寸主要影响合金的吸氢粉化及腐蚀速率，与合金的循环稳定性密切相关。 锰，铝，硅，铜，铁的作用 钴是改善AB5型储氢合金循环寿命最为有效的元素。能够降低合金的显微硬度，增强柔韧性，减小合金氢化后体积膨胀和提高合金的抗粉化能力；同事，在充放电过程中，钴能抑制合金表面Mn,Al等元素的溶出，减小合金的腐蚀速率。 * * 一、氢能简介 制氢 氢能利用 一次能源 电池 汽车 热泵 传感器 电解、光催化 氢能的储存与输送 光解法制氢：利用太阳能，到海水中取氢， 大量制氢是最有希望的方向； 氢的存储：难题 气体氢： 液态氢： 储存和输送方式 储氢密度远高于气态，但氢气的液化温度为-252.6℃，液化过程耗费大量的能源，需采用超低温的特殊容器，价格昂贵 主要用高压钢瓶，储氢量小， 储氢密度低，使用不方便 解决方式：研发储氢材料 二、 储氢方法介绍 根据物理化学原理分为： 物理法—储氢物质和氢分子之间只有纯粹的物 理作用或物理吸附。 活性炭吸附储氢 富勒烯纳米管等吸附储氢 化学法—储氢物质和氢分子之间发生化学反应， 生成新的化合物，具有吸收或释放氢的 特性。 金属氢化物储氢 无机化合物储氢 有机液态氢化物储氢等 1、活性炭吸附储氢 如：在-