新型储氢材料的研究与开发

新型储氢材料的研究与开发

随着全球工业化进程的不断加速，对于能源的需求也随之增长，同时不断增长

的需求也使得世界各国对于环保更为关注。而可再生能源的普及则成为了一个热门话题。其中，氢能作为一种高效、清洁、可再生的新型能源，备受世界的关注。而在氢能的生产、存储、转换和运输过程中，储氢技术显得尤为重要。新型储氢材料的研发与开发则成为了一项热门技术领域。

一、储氢技术的瓶颈

当我们谈到氢能的存储问题时，最先想到的可能是氢气钢瓶，然而，该方式虽

然相对成熟、简单、易于应用，但却存在一系列的缺陷。首先，输送区域较窄，且需要长途运输，而氢气则无法获得足够的储存密度，这就意味着需要更大的储氢体积。其次，氢气钢瓶在使用过程中容易遭受压力、热、机械撞击等引起的损伤，进而破裂或泄漏，这就意味着在使用过程中需要更高的安全性能。为此，新型储氢材料的研发与开发就显得尤为重要。

二、新型储氢材料

新型储氢材料是指那些在普通温度条件下，能够将大量的氢分子吸附在材料表

面或内部，且在适当的温度与压力下，能够迅速释放出氢气的物质。储氢材料的开发应具备以下三大基本条件：①储氢量大，具备较高的储氢密度；②实现高效稳

定地吸放氢；③低成本、容易加工。近年来，储氢材料研究方向主要集中在四个

方面：

（一）金属氢化物材料

金属氢化物材料是指一类将氢气吸附在金属晶胞的空隙中，形成吸附金属原子

的化合物。这种材料，由于其极高的储氢量，曾被认为是未来最具潜力的储氢材料。而且，随着近年来储氢技术的飞速发展，金属氢化物储氢材料也愈来愈成熟。不过，

由于其在适宜的氢气释放条件下储氢容易形成固态反应，在氢市场的实际应用中不太实用。

（二）吸附剂材料

吸附剂材料是指一种能在自然环境下将氢气吸附在其表面或孔道内部的材料。

其中，最具有代表性的是碳纳米管，其内部空间结构可用于储氢。而且，碳纳米管储氢材料也具有开发成本低、能够进行大规模生产的优势。现在，各国世界各地均在吸附剂材料领域进行了广泛的研究和开发工作，以期在将来为氢市场的发展提供可靠的储氢技术。

（三）液态氢

液态氢作为氢能储存领域的“常规王者”，在氢能技术的实际应用中拥有最广泛

的市场空间，其储氢密度可以到达8 wt%。目前，随着世界各国对氢能的日益重视，液态氢储存技术也在不断发展，如氢氧化钠（NaOH）的用途已经得到了大幅推广，其材料成本低廉、生命周期长，不对环境和人体产生有害影响。

（四）离子液体

离子液体储氢材料是指一种能够将大量氢通入到其内部的高活性氢吸附剂。与

传统的吸附剂相比，离子液体材料更具优势，它具有更高的储氢密度、更高的质量比以及更好的储氢性能。不过，相比其他储氢材料，离子液体制备成本比较高，且在制备、调配和应用过程中，还存在着一些应用难度和安全风险。

三、结语

新型储氢材料的研发和开发必须紧紧围绕着能源领域的发展和氢市场的实际需求，从而打造出更加成熟、高效、稳定、安全且可重复利用的储氢技术。随着氢能技术的不断发展和完善，如氢燃料电池、氢能汽车等将会逐渐进入我们的生活，而氢能储氢技术则在这里发挥着举足轻重的作用。