碳质储氢材料的研究进展
储氢材料研究进展
储氢材料研究进展储氢材料是一种能够吸附、存储和释放氢气的材料。
由于氢气是一种清洁、高能量密度的能源源，因此研究和开发高效、安全、可靠的储氢材料对于实现氢能源经济至关重要。
以下是储氢材料研究的一些最新进展。
一种被广泛研究的储氢材料是金属-有机骨架材料(MOFs)。
MOFs是由金属离子(或金属团簇)与有机配体构成的晶状材料。
它们具有大的表面积和可调、高度可控的孔隙结构，这使得它们能够有效地吸附和储存氢气。
近年来，研究人员发现通过改变MOFs的化学组成和结构，可以进一步提高其储氢性能。
例如，将不同的金属离子引入MOFs，并调整配体的取代基，可以改变材料的吸附容量和吸附条件。
此外，研究人员还尝试利用功能化MOFs，如在其表面引入催化剂，以提高氢气的解吸速度和反应活性。
除了MOFs，碳基材料也是另一个研究热点。
碳基材料具有优良的导电性、热稳定性和化学稳定性，使其成为理想的储氢材料。
碳纳米管、石墨烯和活性炭等碳基材料都已被广泛研究用于储氢。
石墨烯具有高表面积和高导电性，可以增加吸附氢气的能力，并提高储氢速度。
碳纳米管则可以通过改变结构和直径来调节其吸附容量。
此外，不同的活性炭材料具有不同的微孔结构和吸附能力，可以根据需要进行选择和优化。
还有一类被广泛研究的储氢材料是金属氢化物。
金属氢化物具有较高的密度和储氢容量，是一种高效的储氢材料。
然而，金属氢化物的储氢速率通常较低，且吸附和解吸氢气需要较高的温度和压力。
为解决这一问题，研究人员已经开始将金属氢化物与其他材料进行复合。
例如，金属氢化物与MOFs或碳纳米管复合可以提高储氢速率和降低操作温度和压力。
此外，添加催化剂如铂、钯或镍等也可以增加金属氢化物与氢气之间的反应速率。
除了上述材料，还有一些其他新颖的储氢材料被研究出来。
例如，储氢容量较高的两性离子材料和金属有机骨架材料，以及结合常规材料如钠、镁和铝等金属的储氢合金材料。
这些新颖材料的研究为高效、可持续、低成本的储氢技术的发展提供了新方向。
储氢材料的研究进展
储氢材料的研究进展一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的日益紧迫，氢能作为一种清洁、高效的能源形式，正受到越来越多的关注。
而储氢材料作为氢能利用的关键环节，其性能的提升和技术的突破对于氢能的大规模应用具有决定性的影响。
本文旨在全面综述储氢材料的研究进展，通过对不同类型储氢材料的性能特点、应用领域以及发展趋势进行深入探讨，以期为氢能领域的科研人员和技术人员提供有益的参考和启示。
本文将首先介绍储氢材料的研究背景和重要意义，然后从物理储氢材料、化学储氢材料和复合储氢材料三个方面，分别阐述各类储氢材料的最新研究成果和进展。
在此基础上，本文将重点分析储氢材料的性能评价指标，如储氢密度、吸放氢动力学、循环稳定性等，并探讨影响这些性能指标的关键因素。
本文将展望储氢材料的发展趋势和未来研究方向，以期为推动氢能领域的技术创新和产业发展贡献一份力量。
二、储氢材料的分类储氢材料，作为能量储存和转换的重要媒介，在氢能源的应用中扮演着关键角色。
根据其储氢机制和材料特性，储氢材料大致可分为物理吸附储氢材料、化学氢化物储氢材料、金属有机骨架储氢材料以及纳米储氢材料等几大类。
物理吸附储氢材料：这类材料主要通过物理吸附作用储存氢气，如活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
这些材料具有高的比表面积和良好的吸附性能，能够有效地吸附并储存氢气。
然而，其储氢密度相对较低，且受温度和压力影响较大。
化学氢化物储氢材料：这类材料通过化学反应将氢气转化为氢化物来储存氢，如金属氢化物（如NaAlHMgH2等）和氨硼烷等。
这类材料具有较高的储氢密度，但储氢和释氢过程通常需要较高的温度和压力，且可能伴随有副反应的发生。
金属有机骨架储氢材料：金属有机骨架（MOFs）是一种新型的多孔材料，具有高的比表面积和孔体积，以及可调的孔径和化学性质。
MOFs材料通过物理吸附或化学吸附的方式储存氢气，具有较高的储氢密度和良好的可逆性。
纳米储氢材料：纳米储氢材料主要包括纳米金属颗粒、纳米碳材料等。
储氢材料的发展历史和研究进展
文献综述储氢材料的发展历史和研究进展摘要作为一种清洁的新型能源，氢能对当今社会的重要性不言而喻，而氢能的有效利用成为了当前的研究重点，氢能应用的关键是氢的有效储存。
综述了目前所采用或正在研究的主要储氢材料，包括金属氢化物储氢、碳质储氢材料，分析了它们的优缺点，同时指出其相关发展趋势关键词储氢材料，传统储氢材料，金属储氢材料，碳质储氢材料1 引言进入了新的世纪，随之而来的还有许许多多的问题，其中最重要的问题之一是新能源问题！当今世界上应用最广的还是石油等化石能源，但这些化石能源也在不断减少，而且这些能源的利用率低，污染严重！因为这些能源利用而产生的污染问题也在日益加重！如：温室效应！氢能就在这样的背景下应运而生！氢能的原料——氢气在地球上的储量很大，而且氢气的使用具有可循环性！这些显著的优点使得当今世界中对氢能利用的呼声越涨越高！氢气是一种清洁的燃料，氢气燃烧后可以产生水，而它也可以用水制得！而水是地球上随处可见的！氢气的燃烧不会产生任何的温室气体，可以大大缓解当前严重的“温室效应”现象！氢能的使用便成为了以后世界中最具发展性的能源之一！而氢能的使用的条件是储存和运输！有关储氢材料的研究便就此展开！研究一种性能好的储氢材料成为了一个亟待解决的问题！［1］2传统储氢方式传统的储氢方式分为气态储氢和低温储氢两种方式，它们各有千秋，有都有各自的弊端，下面就详细介绍它们的优缺点。
2.1气态储氢方式气态储氢方式的成本低，在常温下就可以进行，但需要加大压强，使气体压缩，且储存的气体能量较小，它还需要能承受住足够压力的容器，这边对能储存这种压力下的氢气的容器要求十分之高。
而且这种储氢方式的容器承压能力不够强的话，还会存在氢气易泄漏，易爆炸的危险。
这种储氢方式的发展在于研究一种能承受住足够压力的材料，且不容易裂开的材料！2.2低温液态储氢低温液态储氢方式是将氢气进行压缩并置于低温的环境下使其可以成为液态，并放入绝热性能高的容器中。
储氢材料的研究进展
储氢材料的研究进展储氢材料是指能够有效地吸附和存储氢气的材料，是实现氢能源经济利用的关键技术之一、目前，储氢材料的研究进展日益迅速，主要集中在金属氢化物、碳基材料和有机多孔材料等几个方向上。
金属氢化物是当前最常用的储氢材料，其具有高储氢容量和可逆性的优点。
研究者们将重点放在改善金属氢化物的储氢动力学性能方面，包括催化剂的引入、微观结构和晶体形态的调控等。
另外，也有一些新型金属氢化物相如LiBH4、NaAlH4等被发现具有更高的储氢容量和较低的吸附解吸温度，为进一步提高金属氢化物的储氢性能提供了新的思路。
碳基材料是近年来备受关注的储氢材料。
石墨烯是一种具有单层碳原子构成的二维材料，具有大的比表面积和孔隙结构，能够容纳较多的氢气。
同时，碳纳米管、石墨烯氮化物和多壁碳纳米管等碳基材料也被广泛研究。
通过纳米材料的合成和结构调控，可以提高材料的储氢性能。
此外，研究者们还利用功能化改性碳基材料，如使用过渡金属氧化物、转金属等对其进行改性，提高其储氢性能。
有机多孔材料也是一种研究热点。
有机多孔材料具有大的比表面积和丰富的孔结构，可以通过吸附作用容纳大量的氢气。
目前，金属有机框架材料（MOF）和共轭有机多孔聚合物（CMP）是研究的主要方向。
MOF具有多元功能，通过合理选择金属和有机配体可以控制其孔隙结构和氢气吸附性能。
CMP是一种由共轭聚合物构成的大分子材料，通过调节共轭长度和交替共轭单元的数量可以改变其储氢性能。
除了上述主要的研究方向，还有一些其他新兴的储氢材料备受关注，如复合材料、离子交换树脂和化学氮化物等。
复合材料的结构多样性和优异的储氢性能使其成为研究热点。
离子交换树脂具有大的孔隙结构和高度大孔度表面积，能够吸附大量的氢气。
化学氮化物是一类新型储氢材料，具有高的储氢容量和可逆性，但需要进一步研究其可控合成和储氢动力学性能。
总之，储氢材料的研究进展日益迅速，包括金属氢化物、碳基材料和有机多孔材料等多个方向。
储氢材料的研究进展
氢的储存技术是开发利用氢能的关键性技术，如何有效地对氢进行储存，并且在使用时能够方便地释放出来，是该项技术研究的焦点。以上介绍的每一种储氢材料都有或多或少的缺点，制约其长足的发展。比如说，储氢合金虽是主要应用的储氢材料，但大多数储氢合金的自重大，寿命也是个问题，自重低的镁合金很难常温储放氢，大规模应用仍然有困难。碳纳米管储氢材料受到广泛关注，但基础研究不够，能否实用化还是个问题，目前的研究重点是提高室温、常压下氢的吸附量，在吸附机理、吸附剂的合成和吸附剂的净化等方面取得突破性进展。另一思路是制备新型的复合储氢材料，大部分储氢材料的性能都有加合的特点，而单一的储氢材料的性质也较多地为人们所认识。所以，复合储氢材料是未来储氢材料制备的一个走向。
有机物储氢的特点是：(1)储氢量大，苯和甲苯的理论储氢质量分数分别为7.19 %和6.18 %，比传统的金属氢化物、高压压缩的储氢量大得多；(2)储氢剂和氢载体的性质与汽油相似，储存、运输、维护保养安全方便，特别是储存设施的简便是传统储氢技术难以比拟的；(3)可多次循环使用，寿命长达20年；(4)加氢反应放出大量热可供利用。Touzani和Klvana等[16,17]系统地研究了MCH的脱氢反应，并对偶联于氢燃机上的脱氢反应进行了数值模拟。瑞士在研究随车脱氢，为汽车提供燃料的技术方面开展了一系列研发工作[35,36]。Parmaliana等[18]利用商品化的载Pt蜂窝状催化剂研究了苯/环己烷的加氢和脱氢反应，250℃～350℃，常压下，加氢效果最好。Cacciola等[19]论证了用环己烷和甲基环己烷作氢载体的储氢和输氢的可行性。我国的有机液体氢化物储氢技术，1994年石油大学进富[20]对利用Ni - Al2O3催化剂的甲苯气相加氢反应及其动力学进行了研究，取得了一定的进展。2003年，顾仁敖等[21]用共焦拉曼光谱研究了苯在光滑铂电极表面的电化学还原行为，表明苯可直接还原生成环己烷。
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。
储氢材料的研究进展1
储氢材料的研究进展1储氢材料的研究进展1储氢材料是指能够吸附或储存大量氢气的物质，它在氢能技术的应用中起着关键作用。
目前，储氢材料的研究进展如下：1.金属氢化物：金属氢化物是一种包括氢原子的金属结构。
这类材料具有高储氢密度和相对较低的温度要求，因此在储氢领域具有重要的潜力。
最常见的金属氢化物是锂氢化物和镁氢化物。
近年来，研究人员通过改变材料的微观结构和添加催化剂等方法，成功地提高了金属氢化物的储氢性能。
2.有机储氢材料：有机储氢材料是一类由碳、氢和其他元素组成的有机化合物，它们通过化学反应吸附和储存氢气。
这类材料的优势在于其相对较低的工作温度要求和较高的储氢容量。
研究人员通过设计新型的有机储氢材料和调节其结构，有效地提高了其吸附和释放氢气的性能。
3.多孔材料：多孔材料是一类具有微孔或介孔结构的材料，其具有较大的表面积和空隙，可用于吸附和储存氢气。
常见的多孔材料包括金属有机骨架材料（MOFs）、多孔有机聚合物（POPs）、金属氧化物和碳纳米管等。
近年来，研究人员通过调节多孔材料的结构和化学组成，成功地提高了其储氢性能。
4.硼氮化物：硼氮化物是一类由硼和氮组成的化合物，其具有非常高的储氢密度和热稳定性。
硼氮化物的挑战在于其吸附和释放氢气的动力学过程较慢。
近年来，研究人员通过合成纳米材料、引入催化剂和调节硼氮化物的结构等方法，成功提高了其储氢性能。
5.复合材料：复合材料是利用不同种类的材料组合而成的材料，其吸附和储存氢气的性能可以通过调节不同组分的比例和结构来改善。
常见的复合材料包括金属-有机骨架材料的混合物、碳材料的复合体等。
研究人员通过设计和合成新型的复合材料，成功提高了其储氢性能。
总结起来，储氢材料的研究进展主要包括金属氢化物、有机储氢材料、多孔材料、硼氮化物和复合材料等。
这些材料在储氢技术中具有重要的应用潜力，研究人员通过调节其结构、应用新型催化剂和合成方法等手段，不断提高其储氢性能，推动氢能技术的发展。
储氢材料研究进展
储氢材料研究进展储氢是一种将氢气存储起来以便在需要时释放的技术。
储氢材料是指能够吸附、吸收或反应氢气的材料。
目前，储氢材料的研究已经取得了一些进展，下面将对其进行具体介绍。
第一种储氢材料是吸附剂。
吸附剂是指能通过物理吸附将氢气吸附到其表面的材料。
目前研究表明，金属有机框架材料（MOFs）在储氢方面具有很大的潜力。
MOFs具有高度可调性，表面积大，孔径大小可调，能够提供更好的吸附效果。
此外，碳材料，如活性炭、石墨烯等，也是一种常见的吸附剂。
通过改变碳材料的结构和表面性质，可以提高其吸附氢气的能力。
第二种储氢材料是吸收剂。
吸收剂是指能够将氢气通过化学反应吸收到其内部结构中的材料。
一种典型的吸收剂是金属氢化物。
金属氢化物可以将氢气转化为金属氢化物，并在需要时释放出氢气。
近年来，一种新型的金属氢化物材料，即主族金属氢化物（如LiH、MgH2等），显示出了较高的储氢能力。
此外，还有其他吸收剂，如复合材料和拓扑结构材料，也显示出潜在的储氢性能。
第三种储氢材料是反应剂。
反应剂是指能够通过与氢气发生化学反应来储存氢气的材料。
一种常见的反应剂是金属合金。
金属合金通常由两种或多种金属的混合物组成，能够与氢气发生反应，并在需要时释放出氢气。
例如，氢化镁镍合金是一种常用的储氢材料，具有较高的储氢能力。
此外，还有其他一些金属合金和复合材料被研究作为储氢材料。
总的来说，储氢材料的研究取得了一些进展，但仍然存在一些挑战。
首先，储氢能力仍然有待提高。
目前已有的储氢材料在储存密度和放氢速率方面仍然存在限制。
其次，储氢材料的稳定性和循环寿命也需要进一步改进。
一些储氢材料在反复循环后会失去其储氢性能。
此外，储氢材料的成本也是一个重要的考虑因素，需要寻找更便宜和可大规模生产的材料。
总之，储氢材料的研究进展为氢能源的开发和应用提供了基础。
通过进一步的研究和创新，相信储氢材料的储氢能力和性能将得到进一步的提高，为实现低碳经济和可持续发展做出贡献。
储氢材料的研究进展
储氢材料的研究进展储氢材料是一种能够吸附和释放氢气的材料，广泛应用于氢能源领域。
目前，研究人员正在不断寻找新型的储氢材料，以提高氢气的吸附能力和储存密度，并且减少储氢过程中的能量损失。
以下是当前储氢材料研究领域的一些进展。
一、金属有机骨架材料（MOF）金属有机骨架材料是一种由金属离子和有机配体组成的晶体结构。
这种材料具有高度可控的孔隙结构，能够提供大量的吸附空间。
研究者已经成功开发出一系列储氢性能优良的MOF材料。
例如，Mg-MOF-74材料具有高达7.5 wt%的氢气存储密度，在77 K、20 bar的条件下可以实现高达6.0 wt%的氢气吸附。
二、共价有机框架材料（COF）共价有机框架材料是一种新型的多孔有机材料，由于其特殊的共价键连接方式，其结构稳定性和储氢性能较好。
例如，研究者在实验中发现，COF-5可以在77 K、物理吸附模式下实现高达7.2 wt%的氢气储存密度。
三、纳米多孔材料纳米多孔材料是一种具有高度可控孔隙结构和较大比表面积的材料。
这些材料具有丰富的储氢位点，并且能够实现快速的吸附和释放过程。
例如，一些石墨烯基的纳米多孔材料已经成功应用于氢能源领域。
研究者发现，这些纳米多孔材料能够实现高达5 wt%的氢气吸附。
四、氧化物材料氧化物材料是一种常见的储氢材料，具有较好的储氢性能。
例如，氧化镁和氧化钛等材料具有良好的氢气吸附能力。
此外，一些研究者还研究了稀土氧化物的储氢性能，并发现它们可以在相对较低的温度和压力下实现高储氢密度。
综上所述，储氢材料的研究进展十分迅速。
金属有机骨架材料、共价有机框架材料、纳米多孔材料和氧化物材料等新型储氢材料的开发，为增加氢气的储存密度以及减少储氢过程中的能量损失提供了新的思路和方法。
随着进一步研究和开发，相信未来储氢材料的性能将不断提高，并为氢能源的广泛应用提供有力支持。
储氢材料制备方法的研究进展
储氢材料制备方法的研究进展储氢材料是一种能够吸附、存储和释放氢气的物质，被广泛研究用于实现氢气能源的存储和转化。
随着氢能技术的发展，储氢材料的研究成为一个热门领域。
本文将介绍储氢材料制备方法的研究进展，并探讨其应用前景。
目前，储氢材料的制备方法主要包括物理法、化学法和物理化学复合法。
物理法主要包括压缩和吸附两种方式。
压缩方法是将氢气以高压形式存储在储氢材料中，然而这种方法存在能耗高、占用空间大的问题。
吸附方法则是通过储氢材料对氢气的物理吸附，实现氢气的存储。
然而，传统的吸附材料如活性炭和金属有机骨架材料(MOFs)等吸附能力较低，需要提高其吸附容量和吸附能力。
化学法是通过材料的化学反应实现氢气的储存。
目前，主要的化学储氢方法包括金属氢化物和化合物、化学储氢材料、化学储氢液体等。
金属氢化物和化合物可以通过与氢气反应生成金属氢化物，在需要氢气时再以逆反应方式生成氢气。
虽然金属氢化物和化合物的储氢密度较高，但其反应速度慢且循环稳定性差，需要进一步改进。
化学储氢材料是一种可以在常温和常压下吸附和释放氢气的化学物质。
它们具有快速吸附和释放氢气的能力，且循环稳定性较好。
研究人员已经开发出各种类型的化学储氢材料，如氮化物、硼氮化物、氮化硼、氨合物等。
这些材料具有高储氢容量和良好的储氢性能，但目前尚存在生产成本高、储氢温度范围窄等问题。
物理化学复合法是将物理法和化学法相结合，既兼具吸附材料的特点，又具有储氢材料的优势。
例如，将金属有机骨架材料与金属氢化物进行复合，可以提高材料的储氢容量和吸附能力。
此外，还可以通过调整材料的结构和组分，提高材料的储氢性能。
储氢材料制备方法的研究进展为氢能技术的发展提供了有力支持。
然而，目前的研究还存在一些挑战。
首先，需要提高储氢材料的吸附容量和吸附能力，以满足氢能技术的需求。
其次，还需要改进储氢材料的循环稳定性和反应速度，提高材料的实用性。
此外，还需要降低储氢材料的生产成本，以促进储氢技术的商业化应用。
储氢材料研究进展
储氢材料研究进展随着石油资源的日渐匮乏和生态环境的不断恶化，寻找和发展新型能源为全世界所瞩目。
氢能被公认为人类未来的理想能源，有如下几方面的原因：(1)氢燃烧释能后的产物是水，是清洁能源；(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1.25×106 kJ／kg热量，相当于3 kg汽油或4.5 kg焦炭完全燃烧所产生的热量；(4)氢资源丰富，氢可以通过分解水制得。
另外，在化工与炼油等领域副产大量氢气，尚未充分利用。
因此，氢是一种高能量密度的绿色新能源，它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。
在利用氢能的过程中，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难题和关键技术之一。
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。
传统的高压气瓶或以液态、固态储氢都不经济也不安全，而使用储氢材料储氢能很好地解决这些问题。
目前所用的储氢材料主要有合金、碳材料、有机液体以及络合物等。
1 金属氢化物储氢材料金属氢化物是氢和金属的化合物。
氢原子进入金属价键结构形成氢化物。
金属氢化物在较低的压力(1×106Pa)下具有较高的储氢能力，可达到100 kg／m3。
以上，但由于金属密度很大，导致氢的质量百分含量很低，只有2%～7%。
金属氢化物的生成和氢的释放过程可以用下式来描述：M(s)+n／2H2(g) MH n (MHx +MHy )(s)+△H式中：MHx表示氢在金属间隙中形成的固溶体相，MHy表示氢在a相中的溶解度达到饱和后生成的金属氢化物( y>>x )，△H 表示生成焓或反应热。
碳材料在储氢中的应用研究
碳材料在储氢中的应用研究随着环保理念的日益深入人心和全球温室气体排放的压力不断加大，寻求替代化石能源的新兴技术成为科学界和工业界共同关注的话题。
其中，储氢技术被视为最具潜力的清洁能源转化技术之一。
碳材料在储氢中的应用研究，正逐渐成为科学家们的热门研究课题。
一、储氢技术发展现状储氢技术是将氢气储存在材料中，并通过一系列技术手段将其充放电的过程，以此实现氢气的存储和运输。
目前，主流的储氢方法主要有压缩储氢、液态储氢和吸附储氢。
其中，吸附储氢是一种具有广阔应用前景和良好石氢重复性能的储氢方式。
二、碳材料在储氢中的应用碳材料由于其繁多的形态结构以及化学性质的多样性，可以成为理想的储氢材料。
目前，大多数碳材料的储氢实验都是基于气态氢的吸附性能，但由于氢气的重量和体积都很小，氢在碳材料中储存量相对偏少，因此需要寻求更高效的储氢方法。
三、碳材料的改性与改进针对碳材料在储氢中存在的问题，研究人员尝试通过改性和改进来提高其储氢性能。
例如，将碳材料与金属材料复合，增加其储氢容量。
此外，也有研究人员通过核磁共振技术探索碳材料的孔隙结构，以提高碳材料的储氢容量，并加深对碳材料储氢机理的认识。
四、展望与挑战碳材料在储氢中的应用有望成为可持续发展的清洁能源解决方案之一。
未来，需要在碳材料制备和性能优化等方面不断进行探索和改进，以提高碳材料的储氢性能。
此外，还需要探索更多的储氢方式和技术，以解决储氢效率低、储氢量小等问题，为碳材料在储氢中的应用提供更加有力的支持。
总之，碳材料在储氢中的应用研究，既是一项前沿性的科学研究，也是可持续能源转型的关键技术之一。
在未来的研究中，我们期望能够通过不断深入的探索，为中枢能源储存和清洁能源转化做出更大的贡献。
储氢材料的研究进展
储氢材料的研究进展储氢材料是指能够安全、高效地储存氢气的材料。
储氢技术是氢能源的关键技术之一，能够实现氢能源的大规模应用。
目前，储氢材料的研究进展主要集中在氢吸附材料、化学储氢材料和物理储氢材料三个方面。
氢吸附材料是利用物理吸附的方式将氢气吸附储存于材料中。
常见的氢吸附材料包括金属有机骨架材料（MOFs）、大孔材料、以及碳基材料等。
MOFs是由有机配体和过渡金属离子组成的晶态多孔材料。
由于其具有高比表面积和可调节的孔径大小，使其成为理想的氢储存材料。
大孔材料如金属有机配合物和多孔晶体材料，具有较大的孔径和孔容，能够提供更高的氢吸附容量。
碳基材料具有优异的热稳定性和化学稳定性，是一类常见的功底途材料，如碳纳米管和活性炭等。
化学储氢材料是将氢气通过化学反应储存在材料中。
该类材料包括金属氢化物、金属化合物和有机化合物等。
金属氢化物具有高储氢密度和可逆的吸放氢性能，但其储氢温度较高，不利于应用。
为此，研究者针对金属氢化物进行了一系列的改性，如添加催化剂、改变晶体结构和尺度效应等，以提高其储氢性能。
金属化合物如过渡金属硼化物、过渡金属卡宾化物等也具有较高的储氢容量和反应活性。
有机化合物如酰胺、石蜡和脂肪酸等也被研究用作化学储氢材料，其具有储氢容量大、反应温度低等优点，但其稳定性较差，需要进行改性以提高其循环寿命。
物理储氢材料是利用吸附、吸气和共存（吸气和吸附的结合）三种方式将氢气储存于材料中。
常见的物理储氢材料主要有活性炭、多壁碳纳米管等。
活性炭是一种多孔材料，具有高比表面积和可调节的孔径大小，能够通过物理吸附将氢气吸附储存于其表面或孔道中。
多壁碳纳米管是一种碳基纳米材料，具有极小的孔径和大的比表面积，能够通过吸附、蓄存和自发释放的方式储存氢气。
总结来说，目前储氢材料的研究进展主要集中在氢吸附材料、化学储氢材料和物理储氢材料三个方面。
随着科学技术的不断发展，研究者们正在不断寻求新的储氢材料，以提高储氢容量、降低温度和压力等方面的要求，为氢能源的应用提供更多的选择和可能性。
储氢材料的研究进展
储氢材料的研究进展储氢材料是一种可以吸附和储存氢气的材料，被广泛应用在氢能源领域。
近年来，随着氢能源的快速发展，储氢材料的研究也得到了越来越多的关注。
本文将介绍目前储氢材料研究的进展，并对其应用前景进行展望。
目前，储氢材料主要分为吸附式储氢材料和化学式储氢材料两大类。
吸附式储氢材料是指通过物理吸附的方式将氢气存储在材料的孔隙中。
目前，碳基材料是吸附式储氢材料研究的热点之一、碳纳米材料因其大比表面积和丰富的孔结构被广泛应用于储氢领域。
相比传统的活性炭材料，碳纳米材料具有更高的吸氢容量和更快的吸附速率。
此外，金属有机骨架材料（MOFs）也是一种具有潜力的碳基储氢材料。
MOFs具有可调控的孔径和孔容，可以通过引入不同的功能基团来优化其吸附性能。
除了碳基材料，金属氢化物也是一种重要的吸附式储氢材料。
金属氢化物可以通过在金属表面形成化学键的方式来吸附氢气。
其中，镁氢化物（MgH2）是最常用的金属氢化物储氢材料之一、虽然MgH2的密度较高，但其吸附/解吸氢气的速度较慢，限制了其实际应用。
因此，研究人员正在寻找各种方式来改善金属氢化物的吸附性能，如通过合金化、纳米结构调控等手段。
除了吸附式储氢材料，化学式储氢材料也受到了广泛的关注。
化学式储氢材料是指通过在材料中形成化学键的方式将氢气储存在其中。
目前，主要的化学式储氢材料包括金属氨化物、复合材料和化学氧化物等。
这些材料通过利用化学反应的能量来存储氢气，并在需要释放时通过反应还原产生氢气。
近年来，研究人员还在探索新型储氢材料，如多孔有机聚合物、金属有机框架材料等。
这些材料具有独特的结构和吸附性能，可以提高储氢容量和吸附速率。
虽然储氢材料的研究取得了一定的进展，但目前仍然存在一些挑战。
首先，吸附式储氢材料的吸附速率和储氢容量还不够理想，无法满足实际应用的需求。
其次，化学式储氢材料的反应性和循环稳定性有待改善。
此外，储氢材料的制备成本较高，限制了其商业化应用。
然而，随着技术的不断进步和研究的深入，相信这些问题都将得到解决。
储氢材料的研究进展
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)。
碳质材料储氢的研究进展
２ ０ ，２ （ ） ０ ８ ７ ６ ：８—１ ２
Ｃ５ Ｎ ３—１０ ／ ＩＳ １７ ９ ５ ２ ５ Ｘ Ｓ Ｎ ６ ３— ６ ５
碳 质 材 料储 氢 的研 究进展
魏 翔 ，吴文 卫 ，杨 逢乐
（ 云南省 环境科 学研 究 院 ，云南
摘
昆明
ห้องสมุดไป่ตู้
６０ ３ ） ５０４
要 ：在分析 当前 几种 主要储 氢技 术的基 础上 ，综述 了碳 质储 氢材料 的储 氢机理及 发展 现状 ，并对
文献报 道来 看 ，普 遍看 好超 比表 面积活性 炭 的低温
能利 用技术 正在 以惊人 的速 度发 展 ，己引起 工业 界
的热 切关 注 。
氢 的规模制 备是 氢能应 用 的基础 ，氢 的规 模储 运是 氢能应 用 的关键 ，氢燃 料 电池汽 车是氢 能应用 的主要途 径和最 佳表 现形式 ，三 方面 只有有 机结合 才能 使氢 能迅速 走 向实用化 。但 是 ，由于氢 在常 温
第一 层 吸附质 分 子靠 气 一固之 间 的相 互 作用 维 系 ，
纳 米 石 墨 、高 比 表 面 积 活 性 炭 、活 性 炭 纤 维
其 未 来的发展 趋 势作 了展 望 。 关键 词 ：储 氢 ；储 氢材料 ；碳材料 ；进展 中图分类 号 ：Ｘ１ ３ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１７ ９ ５ （ ０ ８ ６— ０ ８— ５ ６ ３— ６ ５ ２ ０ ）０ ０ ０ ０ 氢气 吸附速 度 以及 抗 杂质毒 化程度 等 因素 ，吸附储
在活 性炭 上吸 附和在 碳 纳米材 料 中 的吸 附储存 。因
此 ，储氢 碳 材 料 主 要 有 单 壁 纳 米 碳 管 （ ＷＮ 、 Ｓ Ｔ）
碳质材料储氢的研究现状和发展动态狄佐星,邓福铭2010.05.27
碳质材料储氢的研究现状和发展动态邓福铭，狄佐星（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院材料系，北京 100083）摘要：氢能是21世纪主要的新能源之一。
人类越来越意识到能源危机所带来的灾害以及环境保护的重要性，世界各国纷纷寻找高效、环保、安全的可再生能源，制定一系列计划并花大量人力物力开发研究氢能系统。
本文介绍了各种碳质储氢材料（的储氢机理及其研究现状，并对碳质材料储氢的未来发展做了展望。
关键词：无机非金属材料；储氢材料；碳材料；储氢Status and Progress of Carbon Material for HydrogenStorageDeng Fuming,Di Zuoxing(China University of Mining & Technology,Beijing 100083)Abstract: Hydrogen energy is one of the most important new energies in the 21st century.With the development of human civilization,many challenges are presented to human being, such as crisis of fresh water and air pollution etc，one of which being felt and met for several decades is energy supplying. Many attentions have been focused on hydrogen system.In this paper,the development status and the mechanism of carbon material for hydrogen storage are summarized,and the trend for hydrogen storage is predicted as well.Keywords: inorganic nonmetallic materials;material of hydrogen storage; carbon material; hydrogen storage0引言随着社会经济的高速发展，能源紧缺和环境污染已日益成为影响和阻碍世界经济发展的热点问题。
碳基储氢材料的技术研究及展望
碳基储氢材料的技术研究及展望摘要：本文从功能性材料和纤维缠绕结构性复合材料两个方面，总结了碳基材料在储氢领域的技术进展。
功能型储氢材料的技术原理是表面吸附，包括活性炭、活性炭纤维、纳米碳纤维、碳纳米管、石墨烯等，应用的关键在于开发较高温度下的低成本吸附材料。
高性能纤维缠绕复合材料是高压储氢技术的研究热点，结合低温技术，可以实现在保证储氢能力的同时降低压力，具有较好的经济性。
关键词：碳基材料；储氢；吸附；纤维缠绕复合材料氢能具有资源丰富、高热值、无污染、可再生的优点，是理想的新一代清洁能源。
与化石能源相比，氢气燃烧发热量为28700kcal·kg-1，优质煤炭为8000kcal·kg-1，汽油为10630kcal·kg-1，天然气为11930kcal·kg-1。
氢能利用的关键技术在于储存，全世界科学家投入大量的精力，以开发安全经济的储存技术，现有氢气的储存方法有液化储存、压缩储存、金属氢化物储存、吸附储存等。
在作为结构材料的高压压缩氢气储存技术领域，以及作为功能材料的吸附储存技术领域中，碳基材料都发挥着关键的作用，也是过去几十年的研究焦点。
1 功能型碳基储氢材料功能型碳基储氢材料是依据碳基吸附材料可在低温条件下物理吸附储氢，高温下氢气解吸附的原理，进行氢气的储存和利用。
碳基吸附材料的比重轻，对氢气的吸附量大，经济性好，对气体中的杂质不敏感且可以循环使用。
碳基吸附储氢材料主要有活性炭、活性炭纤维、纳米碳材料三大类。
1.1 活性炭活性炭是黑色粉状、颗粒状或者柱状的多孔碳材料，具有无定形的微观结构和很大的比表面积。
活性炭储氢是利用超临界气体的吸附原理，活性炭储氢的研究主要在低温领域，研究多集中于超高比表面积及发达孔隙结构的超级活性炭。
超级活性炭储氢技术始于20世纪60年代，是以具有超高比表面积的活性炭为吸附剂，在中低温（77～273K）和中高压（1～10MPa）下的吸附储氢技术。
碳基和有机物储氢材料的研究进展_吕丹
碳基和有机物储氢材料的研究进展吕 丹1,2,刘太奇1(1.北京石油化工学院环境材料研究中心,北京102617;2.北京化工大学,北京100029)摘 要:日益严峻的能源危机和环境污染,使得发展清洁的可再生能源成为各个国家的重要议题。
氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体。
氢的储存是发展氢能技术的难点之一。
本文介绍了目前很受关注的两种储氢材料:碳基储氢材料和有机物储氢材料。
其中碳基储氢材料主要介绍了活性炭、碳纤维、碳纳米管及碳化物的衍生物;而有机物储氢材料主要介绍了有机液体和金属有机物。
同时对碳基及有机物储氢材料的研究进展进行了综述。
指出了碳基储氢材料的未来研究方向,提出了金属有机多孔材料的逐步发展,是开发新型多孔材料的一个关键,也是探索新型的金属有机物储氢材料的关键。
关键词:碳基储氢材料;有机物储氢材料;金属有机物中图分类号:TQ127.12 文献识别码:A 随着环境污染的日趋严重以及石油、煤等能源的逐渐枯竭,世界各国都已开始致力于新能源的研究与开发。
氢气是一种高能量密度、清洁且资源丰富的绿色新能源,它在燃料电池以及高能可充放电电池等方面展现了很好的应用前景,从而有望成为未来世界的主要能源。
在利用氢能的过程中,氢气的储存和运输是关键问题。
目前所用的储氢材料主要有合金、碳材料、有机化合物以及玻璃微球和某些络合物。
本文主要讨论碳基及有机物储氢的储氢功能特点,综述了它们的近期研究进展。
1 碳基储氢材料1.1 活性炭储氢Carpetis是最早研究在活性碳中吸附储存氢的学者,他在论文中第一次提到将低温吸附剂运用到大型储氢系统中,指出氢气在活性炭中吸附储存的容积密度和液态氢的容积密度相当。
当温度为78 K和65K,压力为4.20×105Pa时,氢气在活性炭上的储氢质量分数分别为6.37%和7.58%[1]。
但是普通活性炭储氢,即使在低温下储氢量也达不到质量分数1%,对氢气的储存能力不太明显,只是活性炭便宜且容易制得。
储氢材料研究现状和发展前景
储氢材料研究现状和发展前景摘要：氢能作为一种新型的能量密度高的绿色能源, 正引起世界各国的重视。
储存技术是氢能利用的关键。
储氢材料是当今研究的重点课题之一, 也是氢的储存和输送过程中的重要载体。
本文综述了目前已采用或正在研究的储氢材料, 如镁基储氢材料、碳基储氢材料、纳米储氢材料、稀土储氢材料、氨硼烷基储氢材料的研究进展、发展前景和方向。
关键词：储氢材料、研究现状、发展前景、研究方向Research and development prospects of the hydrogen storage materialsAbstract: As a new type of green energy with high energy density, hydrogen has at tracted extensive attentionon research and applicat ions al l over the world. Consequently, hydrogen storage materials, which are important carriers in hydrogen storage and transport , are one of the hot research topics nowadays.This article reviews the hydrogen storage materials ，such as magnesium based hydrogen storage materials, carbon-based hydrogen storage materials, nanotechnology, hydrogen storage materials, rare earth hydrogen storage materials, ammonia boron alkyl hydrogen storage materials. we review the development prospects and direction.Keywords: hydrogen storage materials; Research; Prospects for development; Research Orientation引言当今世界, 化石燃料储量正在迅速减少, 现存储量不能满足日益增长的需求。
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碳质储氢材料的研究进展摘要碳质材料由于具备质量轻、吸氢量大等优良特性，近年来引起了学者们的广泛关注。
综述了碳质储氢材料的研究进展，介绍了碳质材料的储氢机理，并就近年来研究的热点探讨了影响碳质材料储氢的各种因素。
最后，对碳质储氢材料的发展前景进行了展望。
关键词：碳质材料储氢储氢材料进展AbstractCarbonaceous materials have been arousing increased research attention recently ，due to numerousadvantages such as low density and high storage capacity ．Research advances of carbonaceous materials for hydrogenstorage are reviewed ，and hydrogen storage mechanism of carbonaceous materials is introduced ．Moreover，based onrecent research highlights ，influence factors on hydrogen storage capacity of carbonaceous materials are discusseck E ventually future development of the carbon materials for hydrogen storage is prospectedKey wolds ：Carbonaceous materials ,Hydrogen Storage , Hydrogen Storage Materials , Progress、八、，前言能源和资源是人类赖以生存和发展的源泉。
随着社会经济的发展，全球能源供应的日趋紧缺，环境污染的日益加剧，已有的能源和资源正在以越来越快的速度消耗。
面对化石燃料能源枯竭的严重挑战，近年来世界各国纷纷把科技力量和资金转向新能源的开发。
氢能作为一种可储可输的洁净的可再生能源，从长远上看，它的发展可能对能源结构产生重大改变。
洁净无污染的氢能利用技术正在以惊人的速度发展，己引起工业界的热切关注。
氢的规模制备是氢能应用的基础，氢的规模储运是氢能应用的关键，氢燃料电池汽车是氢能应用的主要途径和最佳表现形式，三方面只有有机结合才能使氢能迅速走向实用化。
但是，由于氢在常温常压下为气态，密度很小，仅为空气的1／14，故氢的储存就成了氢能系统的关键技术。
1. 储氢技术国内外储氢的方法大致可分为物理储氢方法和化学储氢方法两大类。
其中物理储氢方法有高压压缩储氢、液化储氢、地下岩洞储氢、活性炭吸附储氢、碳纳米管储氢等；化学储氢方法有金属氧化物储氢、有机液态氢化物储氢、无机物储氢等⑴。
本文主要介绍碳质吸附储氢。
固体材料储氢因具备安全性高、耗能少等特点而得到了研究人员的广泛青睐。
目前研究开发的固体储氢材料主要有金属合金材料、碳质材料、无机多孔材料、复合化学氢化合物材料以及金属有机骨架化合物（MOFs材料等［2-4］。
其中，碳质材料由于具有吸氢量大、质量轻、抗毒化性能强、易脱附等优点，其物理吸附储氢被认为是非常有应用前景的储氢方式。
2. 碳质吸附储氢碳质吸附储氢是近年来出现的利用吸附理论的物理储氢方法。
氢在碳质材料中吸附储存主要分为在活性炭上吸附和在碳纳米材料中的吸附储存。
因此，储氢碳材料主要有单壁纳米碳管（SWNT）多壁纳米碳管（MWNT）碳纳米纤维（CNF）、碳纳米石墨、高比表面积活性炭、活性炭纤维（ACF）和纳米石墨等。
MWNTCNF和高比表面积活性炭等碳材料的储氢（表1）是目前研究的重点。
另外，金属与碳材料联合储氢也受到了极大的重视。
吸附材料表一吸附温度（K）几种碳质材料储氢性能的比较［5呵吸附压力（MPA）吸附容量活性碳65 4.28.2%石墨烯纳米纤维常温常压较好碳纳米管300常压14%多壁纳米管3000.1 1.8%总之：各国学者对碳纳米材料的吸附储氢研究都刚刚开始，在不同的条件下，其储氢性能存在较大差异，氢吸附量从1. 8%到65%不等。
这主要在于他们所采用的物理模型不同，模拟的工况不同，碳纳米管的类型不同，以及纳米管是否开口等。
尽管如此，碳质吸附储氢已经显示出了显著的优越性，有望成为未来储氢的有效方法。
2.1 碳纳米管储氢碳纳米管由于其具有储氢量大、释放氢速度快、可在常温下释氢等优点，被认为是种有广阔发展前景的储氢材料。
碳纳米管可分为单壁碳纳米管(SWNT和多壁碳纳米管(MWNT，) 它们均是由单层或多层的石墨片卷曲而成，具有长径比很高的纳米级中空管。
中空管内径为0. 7到几十nm特别是SWN的内径一般＜2nm而这个尺度是微孔和中孔的分界尺寸，这说明SWN的中空管具有微孔性质，可以看作是一种微孔材料。
其研究重点主要集中在H在碳纳米管内的吸附性质、氢在碳纳米管中的存在状态、表面势和碳纳米管直径对储氢密度的影响等上。
H2 在常温下的吸附温度和压强都远高于其临界温度(Tc= 一2400C)和临界压力(Pc=1. 28kPa)，是一种超临界状态的吸附。
根据吸附势理论，在纳米孔中由于分子力场的相互叠加形成宽而深的势阱，即使压力非常低，吸附质H2 分子也很容易进入势阱中，并以分子簇的形式存在，在强大的分子场的作用下，吸附态H2 的性质已与本体大不相同。
并且，研究表明：氢在碳纳米管中的吸附为单分子层吸附，氢在活性炭及碳纳米管上的饱和吸附量的对数值随温度升高线性地下降［9］。
吸附的BET理论［10］认为，在固体表面吸附的第一层吸附质分子靠气一固之间的相互作用维系，第二层以后的吸附分子靠凝聚力维系。
因此第一层的吸附热必与第二层以后各层的吸附热不同，后者类似于吸附质的蒸发潜热。
对N在炭黑上吸附热的测量结果［10］使该理论得到生动的证明：实验测得的第一层分子的吸附热为11 —12kJ/mol(0 . 11〜0. 12eV)，以后各层的吸附热下降到5. 56kJ/mol(0 . 058eV)。
相当于氮的凝聚潜热，超临界温度下分子问凝聚力不足以把它们维系住(因为临界温度以上不存在液态)，因此不可能存在第二层以后的凝聚层，即超临界温度气体只能发生单分子层吸附，而与吸附剂的几何特征无关。
Strobel等［11］对多种碳材料的吸氢量测量结果表明，在吸附剂比表面积100—3300m/g时，12. 5MPa 296K条件下氢的吸附量与比表面积成正比；Nijkamp等［12］对77K下氢在多种碳吸附剂的吸脱附实验亦证明：氢的吸附量与样品的比表面积呈线性相关，从而为单分子层吸附机理提供了有力的证明。
国内外对碳纳米管储氢做了大量的研究，成会明等［13］测得在室温、10MPa下单壁碳纳米管的储氢密度为4. 2wt%, DillonAC等冋.纠研究的单壁碳纳米管在一140C、6. 7 x 104Pa 下的储氢密度为5wt%，Ye Y等［15］.报道在一293C、12MPa下碳纳米管的储氢密度为8wt%，Chen P等⑺.报道在380E、常压下碳纳米管的储氢密度达20.0wt %。
2.2 碳纳米纤维储氢由于碳纳米纤维具有很高的比表面积，大量的“被吸附在碳纳米纤维表面，并为“进入碳纳米纤维提供了主要通道；并且，碳纳米纤维的层间距远远大于H分子的动力学直径(0.289nm)，大量的“可进入碳纳米纤维的层面之间；而且，碳纳米纤维有中空管，可以像碳纳米管一样具有毛细作用，H可凝结在中空管中，从而使碳纳米纤维具有较高储氢密［16］。
碳纳米纤维的储氢量与其直径：结构和质量有密切关系。
在一定范围内，直径越细，质量越高，纳米碳纤维的储氢量越大。
几种碳纳米纤维储氢容量如表2所示。
表2纳米纤维储氢容量表H2在碳纳米纤维和碳纳米管的吸附过程中，纳米孔的结构和性质对吸附影响最大。
根据吸附势理论，微孔填充的本质是：在纳米级的孔隙中，相对孔壁势能叠加形成的强大分子场对吸附质分子的吸附。
在纳米孔中，由于分子力场的相互叠加形成宽而深的势阱，即使压力非常低，吸附质分子也很容易进入势阱中，并以分子簇的形式存在，同时受到孔壁上的碳原子和其它吸附态分子的作用。
由于强大的分子场作用，吸附相分子之间的作用力远远大于本体分子间的作用力，所以吸附态气体的性质与本体大不相同。
白朔等购.用流动催化法制备的碳纳米纤维（直径约100nm在室温下的储氢密度为10wt%, hambers A等⑹用碳纳米纤维在25C、12MPaF的储氢密度达67. 0wt%。
2.3 高比表面积活性炭储氢高比表面积活性炭储氢是利用其巨大的表面积与氢分子之间的范德华力来实现的，是典型的超临界气体吸附。
一方面H2的吸附量与碳材料的表面积成正比；另一方面H2的吸附量随着温度的升高而呈指数规律降低［18］。
活性炭吸氢性能与温度和压力密切相关，温度越低、压力越大，储氢量越大，但在某一温度下，吸附量随压力增大将趋于某一定值。
压力的影响小于低温的影响。
周理对超临界氢在高比表面积活性炭（超级活性炭）上的吸附特性进行了研究。
结果说明其吸附储氢的压力不高：吸附量随温度的下降增长很快，说明吸附储氢适宜低温。
氢气在活性炭上的吸附是一种物理平衡。
温度恒定时，加压吸附（吸氢），减压脱附（放氢）。
从实测吸附等温线看，脱附线与吸附线重合，没有滞留效应。
即在给定的压力区间内，增压时的吸氢量与减压时的放氢量相等。
吸氢与放氢仅仅取决于压力的变化，因此吸放氢条件十分温和［19］。
活性炭储氢主要利用炭对H2的吸附作用储氢。
普通活性炭的储氢密度很低，即使在低温下也达不到1wt%。
周理四.用比表面积高达3000m2/g的超级活性炭储氢，在196C、3MPs下储氢密度高达5wt%。
2.4 纳米石墨储氢纳米石墨储氢近年来也取得了较大的进展，Orimo S等如.在1MPa氢气气氛中用机械球磨法制备的纳米石墨粉储氢，储氢密度随球磨时间的延长而增加，当球磨80h 后，氢浓度可达7. 4wt%,热分析(TDS)出现了2个峰，解吸温度在377—677C[21]。
Shindo K等[22]. 在0. 8MPs 氢气气氛中用机械球磨法研究天然石墨球磨储氢，球磨10h,进行热分析(TDS), 出现了2个解吸蜂，峰温为500r和800r，储氢密度为3wt%。
文潮等[23]用炸药爆轰法制备了纳米石墨粉，其结构为六方结构，纳米晶平均粒度为1. 86〜2. 61 nm比表面积为500〜650m2/g,室温、12MPa ffi力条件下，其氢密度仅为0. 33%〜0. 37%wt。
3. 质材料的储氢机理碳质材料是近年来出现的一种新型储氢基质。