金属氢化物贮氢技术研究与发展

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氢的储存与运输

氢的储存与运输氢在一般条件下是以气态形式存在的，这就为贮存和运输带来很大的困难。

氢的贮存有三种方法：高压气态贮存；低温液氢贮存；金属氢化物贮存。

1．高压气态贮存气态氢可贮存在地下库里，也可装人钢瓶中。

为减小贮存体积，必须先将氢气压缩，为此需消耗较多的压缩功。

一般一个充气压力为20MP的高压钢瓶贮氢重量只占1.6％；供太空用的钛瓶储氢重量也仅为5％。

2．低温液氢贮存将氢气冷却到-253℃，即可呈液态，然后，将其贮存在高真空的绝热容器中。

液氢贮存工艺首先用于宇航中，其贮存成本较贵，安全技术也比较复杂。

高度绝热的贮氢容器是目前研究的重点。

现在一种间壁间充满中孔微珠的绝热容器已经问世。

这种二氧化硅的微珠直径约为30～150μm，中间是空心的，壁厚l～ 5μm。

在部分微珠上镀上厚度为1μm的铝。

由于这种微珠导热系数极小，其颗粒又非常细可完全抑制颗粒间的对流换热；将部分镀铝微珠（一般约为3％～5％）混入不镀铝的微珠中可有效地切断辐射传热。

这种新型的热绝缘容器不需抽真空，其绝热效果远优于普通高真空的绝热容器，是一种理想的液氢贮存罐，美国宇航局已广泛采用这种新型的贮氢容器。

近来，将氢气经特殊处理溶解在液态材料中，实现氢能的常态化、安全化应用，甚至用普通矿泉水瓶也能装运，这一愿景正在逐渐接近现实。

中国化工报记者从中国地质大学(武汉)可持续能源实验室了解到，他们开发的液态储氢技术已经完成了实验室阶段的研究，正准备进行大规模中试和工程化试验。

（中试就是产品正式投产前的试验，是产品在大规模量产前的较小规模试验。

企业在确定一个项目前，第一要进行试验室试验；第二步是“小试”，也就是根据试验室效果进行放大；第三步是“中试”，就是根据小试结果继续放大。

中试成功后基本就可以量产了。

）美国氢动力飞机试飞据中国地质大学（武汉）可持续能源实验室主任、国家“千人计划”特聘教授程寒松博士介绍，他带领的团队利用不饱和芳香化合物催化加氢的方法，成功攻克了氢能在常温常压下难以贮存和释放这一技术瓶颈，实现了氢能液态常温常压运输，而且克服了传统高压运输高成本、高风险的弊病，所储氢在温和条件下加催化剂释放后即可使用。

储氢材料的原理解析与研究进展

氢是一种清洁的可再生能源。

储氢材料作为一种可逆的氢元素存储材料，在现代及未来的应用十分广泛。

对于储氢材料性质的研究，将会更好地推动我国相关研究领域的进步。

随着近年来我国经济的不断发展，能源消耗也在大幅度增加，化石能源储量减少，并产生一系列的环境问题，所以寻找一种安全可靠的绿色清洁能源是必然趋势，而氢元素一直是能源系列中的“宠儿”。

由于氢能是一种可循环利用的清洁能源，将在我国能源转换中扮演重要角色。

近年来，氢能产业从行业圈内逐渐走向大众视野，被认为是具有发展潜力的新型产业。

目前唯一存在的应用问题是氢能源的存储技术问题，为了解决这一问题，储氢材料正式问世，利用金属络合物储存氢能，其质量百分密度较高且具有一定的可逆性，实现了储氢材料的正式应用，而此类材料的具体应用也可以更好地推动相关领域的发展。

氢能的储存方式分析氢能是目前发现的能源体系中储量丰富且无公害的清洁能源，是理想化石燃料替代品，而且氢能在燃烧后的生成物只有水，对我国实现“碳达峰”“碳中和”等目标具有重要意义。

在氢能的应用体系中，氢能的存储制约了氢能走向实用化和规模化。

为了解决这一问题，诞生了储氢材料理念。

目前，有3种主要的储氢方式，分别为高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢。

1高压气态储氢高压气态储氢是目前应用广泛、相对成熟的储氢技术，即通过压力将氢气液化至气瓶中加以储存。

该技术的优点在于，其充装释放氢气速度快，技术成熟及成本低。

而其缺点在于：一是对储氢压力容器的耐高压要求较高，商用气瓶设计压力达到20 MPa，一般充压力至15 MPa；二是其体积储氢密度不高，其体积储氢密度一般在18～40 g/L；三是在氢气压缩过程中能耗较大，且存在氢气泄漏和容器爆破等安全隐患问题。

2低温液体储氢为了解决高压气体储氢体积储氢密度低的问题，人们提出了液态储氢的概念，低温液态储氢将氢气冷却至-253℃，液化储存于低温绝热液氢罐中，储氢密度可达70.6 kg/m3，体积密度为气态时的845倍。

AB_2型Laves相贮氢合金的研究进展

AB 2型Laves 相贮氢合金的研究进展张羊换1,2,王国清1,董小平2,郭世海1,任江远2,王新林1(11钢铁研究总院功能材料研究所,北京　100081;21内蒙古科技大学材料学院,包头　014010)基金项目:国家自然科学基金重点项目(50131040),国家自然科学基金项目(50071050)。

作者简介:张羊换(1959-),男,内蒙古鄂尔多斯人,博士,教授;研究方向:贮氢合金。

摘　要:文章主要综述了AB 2型Laves 相贮氢合金的种类及性能特点以及合金化及制备工艺对合金电化学性能的影响。

介绍了AB 2型Laves 相贮氢合金研究的国内外动态及目前达到的水平,对AB 2型Laves 相贮氢合金未来的研究重点及发展方向提出了看法。

关键词:AB 2型Laves 相贮氢合金;电化学性能;制备工艺中图分类号:TG 13917 文献标识码:A 文章编号:1005-8192(2005)04-0025-06Development R esearch of AB 22TypeLaves Phase H ydrogen Storage AlloyZHAN G Yanghuan 1,2,WAN G Guoqing 1,DON G Xiaoping 2,GUO Shihai 1,REN Jiangyuan 2,WAN G Xinlin 1(11Department of Functional Material Research ,Central Iron &Steel Research Institute ,Beijing 100081;21S chool of Material ,S cience and T echnology University of Inner M ong olia ,Baotou 014010,China )ABSTRACT :The category and characteristics of AB 22type Laves phase hydrogen storage alloy and the effects of prepara 2tion technique on the electrochemical performances of the alloys are expatiated comprehensively ,and the present actuality of the investigation on AB 22type Laves phase hydrogen storage alloy and the achieved level are introduced 1S ome opinions on investigation key stones of AB 22type Laves phase hydrogen storage alloy in future are given roughly 1KE Y WOR DS :AB 22type Laves phase hydrogen storage alloy ;electrochemical characteristics ;preparation technique1　引　言贮氢材料是伴随着氢能和环境保护在最近几十年才发展起来的新型功能材料。

储氢材料与方式

储氢材料的研究概况与发展方向随着社会发展、人口增长，人类对能源的需求将越来越大。

以煤、石油、天然气等为代表的化石能源是当前的主要能源，但化石能源属不可再生资源，储量有限，而且化石能源的大量使用，还造成了越来越严重的环境污染问题。

因此，可持续发展的压力迫使人类去寻找更为清洁的新型能源。

氢能作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源，氢能的如何有效利用便引起了人们的广泛研究。

目前来看，氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈。

氢能工业对储氢的要求总的来说是储氢系统要安全、容量大、成本低、使用方便。

美国能源部将储氢系统的目标定为：质量密度为6.5％，体积密度为62kgH2/m3。

瞄准该目标，国内外展开了大量的研究。

本文综述了目前所采用或正在研究的主要储氢材料与技术，包括金属氢化物、碳质材料、配位氢化物、水合物，分析了它们的优缺点，同时指出其相关发展趋势。

1 金属氢化物金属氢化物储氢具有安全可靠、储氢能耗低、储存容量高（单位体积储氢密度高）、制备技术和工艺相对成熟等优点。

此外，金属氢化物储氢还有将氢气纯化、压缩的功能。

因此，金属氢化物储氢是目前应用最为广泛的储氢材料。

储氢合金是指在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物。

储氢合金由两部分组成，一部分为吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素(A)，它控制着储氢量的多少，是组成储氢合金的关键元素，主要是ⅠA~ⅤB族金属，如Ti、Zr、Ca、Mg、V、Nb、Re(稀土元素)；另一部分则为吸氢量小或根本不吸氢的元素(B)，它则控制着吸/放氢的可逆性，起调节生成热与分解压力的作用，如Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Al等。

图1列出了一些金属氢化物的储氢能力。

目前世界上已经研制出多种储氢合金，按储氢合金金属组成元素的数目划分，可分为：二元系、三元系和多元系；按储氢合金材料的主要金属元素区分，可分为：稀土系、镁系、钛系、钒基固溶体、锆系等；而组成储氢合金的金属可分为吸氢类(用A表示)和不吸氢类(用B表示)，据此又可将储氢合金分为：AB5型、AB2型、AB型、A2B型。

储氢材料产业现状及发展

高科技与产业化 . 月刊68氢是一种理想的高能量密度的绿色新能源：(1)氢释能后的产物是水，属于清洁能源；(2)氢可通过太阳能、风能等自然能分解水而再生，是可再生能源；(3)氢能具有较高的热值，燃烧氢气可产生1.25×106kJ/kg 热量，相当于3kg 汽油或4.5kg 焦炭完全燃烧所产生的热量；(4)在化工与炼油等领域副产大量氢气，资源丰富。

因此，氢在燃料电池及高能可充放电电池等方面展现了很好的应用前景。

可以预见，未来世界将从以碳为基础的能源经济形态转变为以氢为基础的能源经济形态。

文 / 闫慧忠氢能的开发和利用涉及氢气的制备、储存、运输和应用四大关键技术。

氢的存储是氢能应用的关键技术之一，以金属氢化物形式储氢的稀土储氢合金是储氢领域最成熟的产品，主要用于镍氢电池的负极材料及储氢装置。

稀土储氢合金是镧、铈轻稀土的主要应用领域之一，发展稀土储氢材料产业对于稀土资源的平衡利用具有重要的意义。

储氢材料产业现状及发展在开发和利用氢能的过程中，涉及氢气的制备、储存、运输和应用四大关键技术。

目前储氢技术分为两大类即物理法和化学法。

前者主要包括液化储氢、压缩储氢、碳质材料吸附、玻璃微球储氢、微孔聚合物贮氢等；后者主要包括金属氢化物储氢、无机物储氢、有机液态氢化物储氢等。

以金属氢化物形式储氢的储氢合金具有安全可靠、储氢能耗低、单位体积储氢密度高等优点，其中稀土储氢合金是储氢领域最成熟的产品。

稀土储氢材料应用现状稀土储氢合金主要用于镍氢电池的负极材料及储氢装置。

20世纪90年代初，稀土系LaNi5型储氢电极合金在日本和中国先后实现了产业化。

镍氢电池由于具有能量密度高、循环寿命长、动力学性能良好、环境友好和安全性好等优点而被广泛应用于便携式电子设备、电动工具、混合电动车（HEV）。

就技术水平和安全性看，在各类动力电池中，镍氢电池的综合优势较为明显。

镍氢电池的负极材料为稀土系储氢合金，储氢负极合金是影响电池性能的主要因素之一。

(完整版)镁基储氢材料发展进展

hydride(MgH
) synthesized by controlled reactivemechanical
Oelerich W, Klassen T, Bormann R. Metal oxides as catalysts for improved
sorption in nanocrystalline Mgbased materials. Journal of Alloys and
Deepa等
在环己烯中，通过反应球磨法制备了无烟煤-镁复合材料，
1273 K时析氢量为0.6%，由程序控制温度脱附仪联合质谱仪(TPD-MS)
认为其是由环己烯在球磨过程中脱除的。对球磨制得材料放氢后
结果表明，吸氢过程是可逆的，在室温和常压下快速吸收0.3%～
的氢气，球磨后结构没有完全饱和。卢国俭等[18]利用无烟煤制备微晶碳并
Kwon S, Baek S, Mumm D R. Enhancement of the hydrogen storge
of Mg by reactive mechanical grinding with Ni, Fe and Ti.
Varin R A, Czujko T, Wasmund E B, et al. Catalytic effects of various forms of
基储氢材料的进展
能量高，干净无污染的二次能源已经引起了人们的
，随着“氢经济”(以氢为能源而驱动的政治和经济)时代即将来临，
其中储存问题是制约整个氢能系统应用的关键步骤，在已经探明的储
金属氢化物储氢具有储氢体积密度大、安全性好的优势，比较容易操
运行成本较低，因此，金属氢化物技术的开发与研究近年来在世界各国掀起

储氢材料的研究现状+应化0903+李俊+1505091019

储氢合金的种类及研究现状（中南大学化学化工学院李俊应化0903班1505091019）摘要：本文主要介绍了储氢合金的种类和研究现状关键字：储氢，合金，能源1.定义20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金（hydrogen storage metal）,这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。

而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。

20世纪70年代，LaNi5和Mg2Ni在荷兰Philips与美国Brookhaven实验室相继被发现具有可逆的吸放氢能力并伴随的一系列物理化学机理变化。

1973年起，LaNi5开始被试图作为二次电池负极材料采用，但由于其循环性能较差，未能成功。

1984年，荷兰Philips公司成功解决了LaNi5合金在循环中的容量衰减问题，为MH/Ni电池发展扫清了最后一个障碍。

2.研究现状能源是国民经济的基础，是人类赖以生产、生活和生存的重要源泉，随着科学技术的进步，人类社会经历了薪柴煤炭和石油三个能源阶段——从未来社会能源结构看人类一方面要面对煤、石油等矿物能源的日益枯竭另一方面又要正视矿物能源所造成的环境污染问题，如酸雨，温室效应等已给人类带来了相当大的危害。

而汽车尾气也成为大气污染的一个主要来源之一，因此寻找一种可替代传统碳氢化合物能源的新能源已成为世界各国科学家毕生奋斗的目标。

氢在宇宙间含量丰富，具有许多特殊的性质是理想的二次能源，氢燃烧能量密度值很高，燃烧后生成水，具有零污染特点，因此对于氢的开发和利用已成为很重要的课题。

氢在常温常压下是一种无色，无味，无臭的气体，其密度为约为空气密度的十四分之一。

储氢材料的发展历程及展望

163一、储氢材料的发展煤炭和石油等一次能源随着人类的开发和使用，他们的储存量正在逐渐减少，同时他们的使用也给大气带来的许多破坏，于是人类开始寻找新的能源，太阳能是最环保、最安全的能源，但是太阳能的转换效率却成了难以攻克难关，风能、潮汐能并不适用于每一个地方，存在着很大的局域性，于是氢能的利用成了人们的首要选择，氢能虽然是存储量最丰富的能源之一，可是却不容易存储，储氢材料的发明，让氢能应用于人们生活的各个领域。

世界上最早的氢燃料电池于1839年由英国科学家威廉·格罗夫发明，在铂条上面安装有氢气和氧气的试管，水电解的“逆反应”产生了电流，让电灯亮了起来。

这一发明，我们姑且把这一发明“定义”为储氢材料发展的开端。

但是由于英国正在进行工业革命，这一发明被蒸汽机的光芒所遮盖。

一直到1966年Pebler开发出二元锆基合金，储氢材料才正式登上历史舞台，又间隔了十年，荷兰飞利浦实验室发现了LiNi5合金，紧接着1974年美国科学家又发现了AB钛储氢合金，1975年M.Shaw发现了可循环有机液体作为氢的载体。

紧接着各种储氢合金接踵而来，而储氢合金的性能也越来越优异。

现在已经发现的储氢材料可以分为：金属与合金储氢材料、非金属储氢材料、有机液体储氢材料、配位氢化物储氢材料和其他储氢材料。

储氢材料可用于贮氢材料应用很广，而且仍在不断发展中。

贮氢材料应用最为广泛的领域就是用作可充式电池，我国的内蒙古稀奥科镍氢动力电池有限公司、湖南科力远新能源股份有限公司、深圳市倍特力电池有限公司、深圳市豪鹏科技有限公司、上海申建新能源股份有限公司都在大量生产可充电式的镍氢电池，生产的镍氢电池环保、没有记忆效应、能量密度高、循环使用寿命长（可长达500次循环使用）。

贮氢材料还可以用来储制造热泵。

贮氢材料也可制成静态氢压缩机和致冷器。

用贮氢材料制造的压缩机用来做高压状态下的储氢瓶子；空间探测、红外探测系统中的冷源就是采用的储氢材料制成的致冷器，它利用太阳能作为动力能源把，水当作介质。

储氢材料的研究进展

达到60wt%以上。（2）质量相对较轻，便于携带。 • 由于碳纳米管的特殊结构，表现出特有的性质，大的比表
面及内部大的空腔使碳纳米管能吸附大量的氢，其高储氢量、低质量密度和化学稳定性使其在车用储氢系统中具有良好的应用前景。受碳纳米管研究的启发，利用其它具有微纳米结构材料作为纳不明贮米确氢纤。材维料和的TiS研2的究纳也米相管继等展。开关，于例微如纳M米oS材2、料B储N氢纳机米理管、尚
吸附贮氢。化学法：无机化合物贮氢、有机液态氢化物贮氢、金属氢化物贮氢、复杂氢化物(也称络合物)贮氢
物理方法储氢
最简单、最常用的贮存方法是气态方式。贮存压力低于17MPa，但体积密度较小(标准状态条件下为 0.089kg/m3)是该方法最严重的技术缺陷，其应用范围也因此受到限制。即使已经研制能承受千兆帕级(GPa)超高压的容器，但这种方法在运输和使用过程中的安全隐患仍是人们担心和关注的问题。液态贮氢方式的体积密度高(70kg/m3)，但氢气的液化需要冷却到(21K)的超低温下才能实现，但此过程需要大量的能量，且成本高，条件苛刻，使得液态贮氢技术也难以广泛应用，仅用于航天领域。
优缺点：
LaNi5 初期氢化容易, 反应速度快,20 ℃时的氢分解压仅几个大气压, 吸放氢性能优良。 LaNi5 储氢合金的主要缺点是镧的价格高, 循环退化严重, 易于粉化, 并且储氢量偏低，只有1.4wt%左右。
• 但是由于其优异的吸放氢动力学性能，近年来有仍很多对LaNi5合金改性来提高储氢量的研究。主要改性方法是引入其它金属元素，使LaNi5合金多元化。目前已研究的三元系列主要有两类LaNi5-xMx(M=Al、 Mn、Cr、Fe、Co、Cu、Ag、pd、pt)和 R0.2LaO.8Ni5(R=Zr、Gd、Nd、Y、Th)。

金属氢化物贮氢技术研究与发展

金属氢化物贮氢技术研究与发展陈长聘王启东（浙江大学，杭州丑0027）O引言氢的贮存与输送是氢能利用中的重要环节。

石油化工、合成氨、冶金、电子、电力、医药、食品、玻璃生产、火箭燃料和科学实验等以氢作为原料气、还原气、冷却气或燃料。

由于氢的易燃性、易扩散性和重量轻，因此其贮存与输送中的安全、高效和无泄漏损失是人们在实际应用中优先考虑的问题。

原则上，氢可以以气体、液体、固体（氢化物）或化合物（如氨、甲醇等）的形式贮存与运输。

工业实际应用中大致有五·种贮氢方法，即：（1）常压贮存，如湿式气柜、地下储仓；（D高压容器，如钢制压力容器和钢瓶；（3）液氢贮存（真空绝热贮槽和液化机组）；（4）金属氢化物方式（可逆和不可逆氢化物）；（5）吸附贮存，如低温吸附和高压吸附。

除管道输送外1高压容器和液氢槽车也是目前工业上常规应用的氢气输送方法。

表：列出了一些氢贮存介质的贮氢能力和贮氢密度比较。

显然，液氢具有较高的单位体积贮氢能力，但是装料和绝热不完善造成的蒸发损失可达容器体积的4．5％，所以比较适用于快装快用的场合。

高压容器贮氢，无论单位体积贮氢能力或能量密度均为最低，当然还有安全性差的问题。

金属氢化物贮存和输送氢最大优点是其特有的安全佐和高的体积贮氢密度。

利用金属氢化物贮运氢气涉及到贮氢材料、氢化物工程技术以及贮氢器的结构设计等多方面问题。

本文在扼要回顾有关研究与发展状况的同时，将着重介绍该领域近年来所取得的新的进展。

1 金属氢化物贮氢技术原理称得上“贮氢合金”的材料应具有像海绵吸收水那样能可逆地吸放大量氢气的特性。

原则上说，这种合金大都属金属氢化合物，其特征是由一种吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素（A）和另一种吸氢量小或根本不吸氢的元素（B）共同组成。

贮氢合金与氢接触首先形成含氢固溶体（MHx )，其溶解度[H]M与固溶体平衡氢压PH2的平方根成正比，即（1）其后，在一定的温度和压力条件下，固溶相MHx继续与氢反应生成金属氢化物，这一反应可写成：(2) 根据Gibbs相律，如果温度一定，上式反应将在一定压力下进行，该压力即为反应平衡压力。

文献综述

新型材料储氢合金的研究与发展状况摘要：储氢材料是伴随着氢能利用在最近三十多年才发展起来的新型功能材料。

它在氢能系统中作为氢的存储与输送的载体是一种重要的候选材料。

20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金。

这些合金材料具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。

而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。

采用储氢合金来储氢，不仅具有储氢量大、能耗低，工作压力低、使用方便的特点，而且可免去庞大的钢制容器，从而使存储和运输方便而且安全。

氢与储氢材料的组合,将是21世纪新能源—氢能的开发与利用的最佳搭档。

关键词：镁基储氢合金; 机械合金化; 储氢性能; 复合材料前言：纵观历史长河，从最早的化石能源——煤炭、石油、天然气，到后来的蒸汽能、电能，乃至近代的太阳能、风能、水能、潮汐能和热能、生物能、核能等均为人类文明发展做出了不可估量的贡献。

但是，一方面化石燃料的储量有限，据估计[1],现有的石油资源按现在的开采速度到2050年将告耗尽，人类将面临着“世界能源危机”；另一方面，化石燃料作为能源材料造成全球生态环境污染日益严重；温室效应使气候变暖；风、涝、干旱等灾害频频发生，严重影响了人类生存和工、农、林、牧、渔业的发展，而且有愈演愈烈的趋势。

因此，能源和环境问题引起了世界各国的关注，纷纷采取切实措施，保护环境，开发新能源。

氢能正是一种在常规能源危机的出现后，人们期待的一种新的二次能源，而储氢合金材料正是装载氢能的最佳材料。

主题：一、氢能简介氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。

作为能源，氢有以下特点:(1)所有元素中，氢重量最轻。

Zr3V3O贮氢合金的贮氢热力学性能研究

关闭样品室阀门，用氘床吸掉系统中残存的氘气，然后关闭氘床阀门，必要时，开启离子泵，将系统中残存的气体抽尽，关闭离子泵；再开启样品室阀门，等到样品释放氘气平衡后，记录其平衡压力；如果吸附平衡压＜１一０，启动离子泵使真空快速上升至恒定，此值作为该温度和氢化物组成下的离解平衡压；测定样品氘化物的
具有较好的吸氢动力学性能，是一种优良的吸氢材料［。１对Ｄ在ｚ３３Ｄ中的占位情况研究表明［Ｊ该合金及ｒＯＶ６，娟
其氘化物均为Ｔ碳化物相（ｉｉ）１．Ｔ２型，其空间群为面心Ｎ立方的Ｆ３ｄｍ，氘原子占据４类不同的四面体间隙—— ３ｒＶ（）Ｚ２（）Ｚｌ（３ＺｌＤ１，２ｒＶＤ２，３ｒＶＤ，邻位有氧原
中通入定量氘气，样品吸氘达到平衡后，录氘气平待记
离解ＰＣＴ曲线。．．
吸、放氘热力学参数，出了Ｚ３Ｏ合金的吸附容量、给ｒＶ３
室温吸附（离解）或平衡压。第一原理计算获得的结果与所获得的实验结果一致，证实了氘原子在ｚ３０合ｒｖ３金中的占位规则，为深入了解ｚ０合金的贮氘性能ｒ
维普资讯
周晓松等：ｒ３贮氢合金的贮氢热力学性能研究ｚ３ＯＶ
ｚ３Ｏ贮氢合金的贮氢热力学性能研究术ｒＶ３
周晓松，吴仲成，彭述明
（中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川绵阳６１０）１２９０摘要：测定了ｚ３３ｒ０合金的吸、氘的ＰＣＴ曲线，ｖ放．．对其氘化物进行了热分析实验，获得了Ｚ３Ｏ合金的ｒＶ３衡压力。再通入系统中定量氘气，重复进行上述过程。利用系统中氘压的变化计算样品每次吸氘量，从而测定样品在该预定温度的吸氘ＰＣＴ曲线。．．离解过程是每次

金属氢化物贮氢技术研究与发展

我国在金属氢化物贮氢材料的制备、性能优化及实际应用方面取得了一些创新性成果，为该领域的发展提供了有力支撑。
研究热点与前沿
金属氢化物贮氢技术的研发热点主要集中在高性能材料的设计与制备、贮氢性能优化、安全性和
经济性等方面。
前沿研究方向包括新型金属氢化物材料的探索与开发、贮氢过程的机理研究、高效能电池系统的
循环寿命短
目前，大多数金属氢化物贮氢技术的循环寿命较短，需要经过多次循环才能达到预期的使用寿命。
未来发展方向
新型金属氢化物材料研发
通过材料设计、合成和改性等方法，开发新型高容量、高稳定性、低成本的金属氢化物材料是未来的重要研究方向。
纳米结构优化
通过纳米结构设计，提高金属氢化物贮氢技术的反应动力学和循环稳定性，实现高效能、高安全性的充放氢。
加强与相关领域的合作与交流，推动金属氢化物贮氢技术的产业化进程。
THANK YOU.
环境问题
大量使用化石燃料不仅消耗了地球上的不可再生资源，同时还造成了严重的环境污染问题。
可持续发展
为了实现可持续发展，需要开发新型的能源储存技术，以替代传统的能源储存方式。
研究目的与内容
研究目的
研究金属氢化物贮氢技术，提高能源储存密度和储存效率，解决现有能源储存技术存在的问题。
研究内容
金属氢化物贮氢技术研究与发展
2023-10-27
目录
• 引言 • 金属氢化物贮氢技术基础 • 金属氢化物贮氢技术研究现状 • 金属氢化物贮氢技术发展趋势与
挑战 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
01
02
03
能源危机
全球范围内的能源需求持续增长，而传统能源资源逐渐枯竭，导致能源危机日益严重。

金属氢化物贮氢技术

技术特点
日本NTT公司开发的贮氢技术采用了金属氢化物作为贮氢介质。这种金属氢化物具有高容量、高密度、低成本、安全可靠等特点，是理想的贮氢介质。此外，该技术还采用了先进的材料制备工艺和新型的氢化物催化剂，进一步提高了贮氢性能和稳定性。
案例一：日本NTT公司贮氢技术应用
应用领域
该技术可广泛应用于电力、交通、航空航天等领域。例如，在电力领域，可以利用金属氢化物贮氢技术建立大规模的分布式能源系统，实现能源的储存和释放；在交通领域，可以将金属氢化物贮氢技术应用于燃料电池汽车、无人机等新型交通工具上，提高能源利用效率和环保性能。
该技术已得到广泛应用，但仍存在一些挑战，如提高能量密度、
降低成本、提高安全性等。
未来发展需要进一步研究和改进金属氢化物贮氢技术的效率和性能，以更好地满足能源储存和运
输的需求。
对未来发展的建议
01
02
03
04
加大研发投入，提高金属氢化物贮氢技术的创新能力，探索
新的材料和制备方法。
加强国际合作，促进技术交流和资源共享，共同推进金属氢
热电转换
金属氢化物的吸放热过程中会产生热电效应，可以将热能转换为电能。这种技术在高温环境下具有较高的能量转换效率，对于高温环境下的电力生产具有重要意义。
航空航天领域
航空运输
金属氢化物可以用于航空运输领域，为飞机提供能源。与传统的航空燃料相比，金属氢化物具有更高的能量密度和更低的污染物排放，能够提高飞机的续航里程和降低对环境的影响。
金属氢化物贮氢技术
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目录
• 金属氢化物贮氢技术简介 • 金属氢化物贮氢技术应用 • 金属氢化物贮氢技术的优势与挑战 • 金属氢化物贮氢技术的发展趋势与研究方

金属氢化物贮氢技术研究与发展

金属氢化物贮氢技术研究与发展随着全球温室气体排放不断增加，气候变化日益严峻。

为了降低碳排放和改善环境，发展清洁能源已经成为全球绿色能源产业的重大挑战。

而氢能作为绿色能源的重要代表之一，特别是接下来的5-10年，将会成为全球能源转型的重要方向。

金属氢化物贮氢技术是目前最新的贮氢技术之一。

它是利用金属氢化物吸附与释放氢气的特性，通过物理吸附氢气的方式储存。

金属氢化物贮氢技术具有氢气密度高、储氢效率高、容易存储与搬运、无污染等优点。

在氢能发展中，金属氢化物贮氢技术十分具有应用前景与重要性。

金属氢化物是指由金属与氢化物通过弱化学键组成的复合物，现有的金属氢化物共有90多种，其中以钛、锆、镁、镍、铁、铝等为代表的六系金属氢化物体系是最为著名的。

在吸氢过程中，金属氢化物的晶格扩张，吸收氢气形成氢化物，同时释放大量的热量。

在放氢过程中，氢化物中的氢和金属分离，释放氢气，再收放放热量。

金属氢化物贮氢技术的发展经历了几个阶段，目前主要处于实验室研究阶段。

其中，吸附剂的性能和合成，装置设计与制造，标准化等方面的研究和发展非常重要。

同时，金属氢化物贮氢技术需要融合其他技术，如减压吸氢技术和化学储氢技术，以提高储氢效率。

在现有技术的基础上，金属氢化物储氢技术还可以进一步提升性能。

例如，将金属氢化物和吸氢剂共混，形成复合吸氢剂，可以提高吸氢速率和容量。

同时，优化储氢装置的设计和制造，以提供更好的氢气等方面的性能，可以使储氢技术更加应用广泛。

此外，当金属氢化物的吸附能力达到瓶装氢气标准时，金属氢化物将成为传统氢气贮存技术的优越替代品。

金属氢化物储氢技术也将广泛应用在氢燃料电池车、航空航天、新能源发电等领域，成为全球清洁能源发展的重要组成部分。

总之，金属氢化物储氢技术是一种潜在的很有前途的储氢技术，其在氢燃料电池、新能源应用等领域的应用前景十分广阔。

未来，金属氢化物储氢技术仍需要加强可控制备、设计制造、标准化等方面的研究，以提高其储氢效率和应用价值。

液态有机物和金属氢化物储氢技术应用前景

优势
液态有机物储氢技术具有较高的储氢密度、安全可靠、易于运输等优点。同时，该技术成熟度高，已在实际应用中得到验证。
03
金属氢化物储氢技术
金属氢化物储氢技术的原理
金属氢化物储氢技术是一种利用金属氢化物在常温常压下吸收和释放氢气的技术。
金属氢化物是一种固体材料，具有较高的储氢容量和良好的吸放氢性能。
液态有机物储氢技术的种类和特点
01 02
醇类储氢
利用醇类物质与氢气发生化学反应，生成稳定的有机化合物，储存氢能。当需要释放氢气时，通过催化剂或加热作用使化学反应逆向进行，释放出氢气。
氨类储氢
利用氨气与氢气在高温高压下生成氨基化合物，实现氢能的储存。需要释放氢气时，通过改变温度和压力使氨基化合物分解，释放出氢气。
06
研究结论与展望
研究结论
液态有机物储氢技术
该技术已逐渐成熟，具有较高的储氢密度和良好的安全性，有望成为大规模储氢的一种可行方式。
金属氢化物储氢技术
该技术具有较高的储氢容量和良好的可逆性，适用于动力电池和储能等领域，但成本较高且性能有待进一步提高。
研究不足与展望
液态有机物储氢技术
目前仍存在一些问题，如储氢过程中产生的副产物对储罐的腐蚀、储氢过程中温升过高等问题，需要进一步研究和解决。
成本和可行性的比较
液态有机物储氢成本及可行性
液态有机物储氢技术的设备成本相对较低，工艺流程相对简单，易于实现工业化应用。然而，有机物的采购和运输成本较高，且涉及化学反应过程，需要专业的操作和管理。
金属氢化物储氢成本及可行性
金属氢化物储氢技术的设备成本相对较高，工艺流程相对复杂，需要较高的技术水平。然而，金属氢化物的采购和运输成本较低，且具有较高的能量密度和安全性，具有较好的应用前景。

金属氢化物贮氢技术研究与发展

金属氢化物贮氢技术研究与发展随着全球能源危机加剧，氢能作为一种绿色能源被越来越广泛地重视和研究，其中氢气作为能量源已经在一些领域得到了应用。

但是，氢气因为其轻便、极易泄漏和爆炸等特性，使得氢气的储存一直以来是一个难以克服的问题。

为了解决这个问题，金属氢化物储氢技术被广泛地研究和应用。

1. 金属氢化物储氢技术的基本概念金属氢化物作为氢气储存材料的一种，主要是利用金属原子与氢原子间的化学反应，将氢气吸附在金属氢化物的表面上，以此实现氢气的储存。

目前，金属氢化物储氢技术已经得到了广泛的研究和应用，并且已经取得了一定的进展及成果。

2. 金属氢化物的基本特性金属氢化物储氢材料通常是由金属和氢原子组成的。

金属在氢气的作用下可以进行氢化反应，将氢原子吸附在金属表面上形成金属氢化物。

金属氢化物的性质取决于其中金属与氢的比例。

当金属氢化物中氢的含量超过一定比例时，金属氢化物会发生相变，使得储氢量增加。

金属氢化物的主要特性包括以下几个方面：2.1. 储氢能力金属氢化物作为氢储存材料的一种，最主要的特点就是其具有较高的储氢能力，可以将氢气在一定的条件下吸附在材料内部，实现氢气的储存。

2.2. 吸附热金属氢化物的吸附热主要是指金属氢化物在吸附氢气时放出的热量。

金属氢化物吸附氢气的放热量越大，就可以越快地将氢气吸附到金属氢化物中。

2.3. 滞后现象金属氢化物的滞后现象是指金属氢化物在吸附氢气时，需要一定的时间才能达到最大的吸附量，并且在释放氢气时也有类似的滞后现象，需要一定的时间才能释放完所有的氢气。

2.4. 热稳定性金属氢化物在储氢过程中需要经受一定的温度、压力等条件的变化，因此其热稳定性是至关重要的。

一些研究发现，金属氢化物在应用于储氢中时，如果温度太高或者压力不够时，都会影响金属氢化物的稳定性，从而降低储氢效率。

3. 金属氢化物储氢技术的研究进展近年来，随着全球氢能研究的不断深入，金属氢化物储氢技术也得到了广泛的研究和应用。

金属氢化物热泵的研究及其进展

金属氢化物热泵的研究及其进展当前人类面临着能源危机，作为主要能源的石油，煤炭和天然气由于长期的过量开采已濒临枯竭。

由于一次能源越来开越难以适应人类生存和发展需要，继续寻找和开发新能源，如太阳能，生物质能，氢能，风能，潮汐能，地热能及核能等。

在众多的新能源中，氢能因其资源丰富，发热值高，清洁及热效率高等优点收到特别重视，因此21世纪被认为是氢能时代。

氢气是输运和储存是目前氢技术难以广泛应用的难题之一。

金属氢化物的储氢密度与液氢相同或者更高，储氢效率高。

从安全性，输运和储存等几个反方面综合衡量，储氢合金具有广泛的应用前景。

金属氢化物热泵是美国学者Terry【1】提出的，它具有以下优点：①可利用废热，太阳能等低品位的热源驱动热泵工作，是唯一由热驱动，无运动部件的热泵②系统工作时只有气固相作用，因而无腐蚀，且由于无运动部件，因而无磨损，无噪声；③系统工作温度范围大，不存在氟利昂对大气臭氧层的破坏作用④可达到夏季制冷冬季采暖双效作用。

由于以上优点，因而作为热泵材料的金属氢化物发展迅速。

1．金属氢化物的原理与类型：金属氢化物热泵的原理是通过氢气与储氢材料之间的可逆化学反应，利用金属氢化物吸热放氢和吸氢放热的特点，通过交替加热冷却，实现加热或制冷的目的。

其过程可用以下反应式来表示，即M+ H2⇌MHx+ ∆H，反应式中M为储氢材料，NHx为对应的金属氢化物，∆H为氢化物生成焓变。

用于热泵的金属氢化物满足Vant`t Hoff方程，即,式中P为氧化物平衡压力，△S为氢化物分解熵变，R为气体常数，Fs为表示坪域平坦性的参数，F h 为表示坪域滞后性的参数，Xo为吸储氢的最大量（H∕合金），Xf吸储氢量（H∕合金）。

氢化物热泵式以氢气（H2）为工作介质，以贮氢材料作为能连转换材料，由同温度下分解压不同的两种氢化物组成的热力循环系统，利用他们的平衡压差来去动氢气流动，是两种氢化物分别处于吸氢（放热）和放氢（吸热）状态，从而达到升温，增热或制冷的目的。