碳纳米管储氢的理论研究44页PPT
碳纳米管的电学特性研究(ppt)
柔软电路
碳纳米管还可以制作柔软电路，由无数碳 纳米管随机重叠在一张鱼网似结构上形成电路， 切成一定的条状，就可以作为微型电子线路。从 而制成柔软电路或透明显示屏。
透明的显示屏
场致发射器件
碳纳米管非常尖锐的理想电子发射源， 其场发射阈值电压可以降低到10 V 左右。
可以用作制造显像管、扫描电子显 微镜、高能电子武器、灵敏开关、超高频振 荡器、场致发射平板显示器等。
因此，超级电容器在移动通讯、信 息技术、电动汽车、航空航天和国防科技等 方面将具有极其重要和广阔的应用前景。
导热材料
碳纳米管可用于超高 速运算的计算机芯片 导热板，发动机或者 火箭等高温部件的防 护材料。
其他应用
• 在高分子材料中只要加入少量的碳纳米管，使 其具有抗静电功能。
• 碳纳米管表现出较强的宽带微波吸收性能，可 用于隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。
第二章 纳米碳管的结构、制备 及纯化
碳纳米管的结构：
石墨层中碳原子的4 个价电子中有3 个成键，形成六边形的石墨网状结构。
石墨六方结构绕同轴缠绕而成，空 心的管子，两端形成“ 帽状” 结构，成为 一端封闭或两端封闭的筒结构。直径一般在 1~30nm，长度可达微米级别。
石墨层卷曲成碳纳米管示意图
实验中的碳管存在缺陷，通过引入 拓扑缺陷5/7，5/6/7，5/6/6/7的方法可以 形成各种类型的异质结。
纳米技术前途光明，有着不可限量 的应用。但是它的应用及推广现在很多还集 中在研究领域和实验阶段。
一些国家纷纷制定纳米战略，投入 大量资金抢占纳米技术高地。2005仅美国联 邦政府拨款就达10亿美元。
碳纳米管发展进程
• 1991 年日本饭岛钝雄在高分辨透射电子显微镜下 发现了碳纳米管。
《碳纳米管》PPT课件
离子液体修饰碳纳米管 、表面活性剂 （十二 烷基磺酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠 (SDBS) ）、聚间亚苯基亚乙烯（PmPV） 等
4 碳纳米管的基本性质
（1）力学性能：sp2杂化形成的C=C共价键是自然界 最强的价键之一，赋予碳纳米管极强的强度、韧性 及弹性模量，使碳纳米管具有优异的力学性能。由 于碳纳米管的纳米尺度和易缠绕的特点，直接用传 统实验方法测量其力学性能比较困难，因此最初对 碳纳米管力学性能的研究集中在理论预测上。
当今世界公开报道高质、高效、连续大批 量工业化生产碳纳米管的实例：沸腾床催化法、 化学气相沉积法
碳纳米管结构示意图
(A) 椅形单壁碳纳米管 (B) Z字形单壁碳纳米管 (C) 手性单壁碳纳米管 (D) 螺旋状碳纳米管 (E) 多壁碳纳米管截面图
（方A）法电和弧设放备电都法较：相其似方。法阴及极设采备用与厚制约备10Ｃmm60的， 直径约为30mm的高纯高致密的石墨片，阳极 采用直径约为6mm的石墨棒，整个系统保持 在气压约104Pa的氦气气氛中，放电电流为50 Ａ左右，放电电压20Ｖ。通过调节阳极进给速 度，可以保持在阳极不断消耗和阴极不断生长 的同时，两电极的放电端面距离不变，从而可 以得到大面积离散分布的碳纳米管，同时还可 能产生碳纳米微粒。
(D)激光法
机理:与电弧放电法类似，主要是将一根金属催化剂/ 石墨混合的石墨靶放置于一长形石英管中间，该管 则置于一加热炉内。当炉温升至1200℃时，将惰性 气体充入管内，并将一束激光聚焦于石墨靶上。石 墨靶在激光照射下将生成气态碳，这些气态碳和催 化剂粒子被气流从高温区带向低温区，在催化剂的 作用下生长成碳纳米管。
发现：1991年，日本学者Ijima和美国的Bethune 等人在掺加过渡金属催化剂的石墨电极间起弧放 电，并在制备产物中分别发现了单壁纳米管。
碳纳米管简介PPT课件
AFM image
CNT电性能测试装置（左） 电性能测试结果（右）
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➢ 热性能
性能
热稳定性 真空环境可耐温至2800oC，空气中700oC 热导率 理论值6000W.(m.K)-1；实验值3000W.(m.K)-1
❖ 单根MWNT（直径14nm）的热导性测 试结果
❖ 插图为用于热导性测试的微器件，标 尺为10μm
比碳纤维高一个数量级，约为钢的100
倍， 而密度仅为钢的1/6
拉伸强度 10~150GPa，石墨片层为36.5GPa，是
高强钢的20倍
韧性
拉伸形变至40％无明显脆性行为、塑性
形变和断裂
SWNT tensile test
before test
after test
before test
after test
率较低
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合成方法
➢激光烧蚀法（Laser Ablation）
惰性气氛中，利用激光的高能量蒸发石墨靶（含金属催化剂）来合成碳纳米管 可生产SWNT和MWNT 所得碳纳米管品质高，结构完整，缺陷较少，适合生长SWNT 成本高，收率低
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合成方法
➢化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition, CVD）
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应用前景
碳纳米管防弹衣
因纳米碳管既轻又强度极高， 是钢的10-100倍，用它来作 防弹衣就像用羽绒做成的防 寒服一样，既可折来叠去， 又能抵御强大的子弹的冲击 力。
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挑战与问题
与10年前相比，碳纳米管的价格有了显著降低，但仍显过高，特别是用于复合材料填 料时，与其它填料相比性价比偏高
品质和产量间存在矛盾，如CVD技术能用来大量生产碳管，但所得产品石墨化程度 低，缺陷多，性能不尽如人意
碳纳米管的应用ppt课件
导电材料
将碳纳米管均匀地扩散到塑料中，可获得强度更高并具有导电 性能的塑料，可用于静电喷涂和静电消除材料，目前高档汽车的 塑料零件由于采用了这种材料
由于碳纳米管复合材料具有良好的导电性能，不会象绝缘塑料产 生静电堆积，因此是用于静电消除、晶片加工、磁盘制造及洁净 空间等领域的理想材料
当CNTs的管径大于6mm时，导电性能下降；当管径小于6mm时， CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。
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储氢材料 氢气在未来的能源方面将扮演一个很重要的角色，
它在释放能量的过程中不会引起空气的污染和导致 温室效应，但目前仍然没有一个实用的办法存储和 运输氢气，而这对氢气能源的实用化是十分重要的。
最近的研究表明，碳纳米管非常适合于作为储氢材 料。由于碳纳米管具有独特的纳米级尺寸和中空结 构，具有更大的表面积，相对于常用的吸附剂活性 炭而言，具有更大的氢气吸附能力。
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储存器 由于优异的化学稳定性（C-C键，
无悬空键） 因此碳纳米管具有化学惰性，经
历充放电不发生化学作用。因此， 数据保存在这样的一个存储器中 可以拥有更长的保存时间。
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四、碳纳米管的新应用发现
麻省理工大科学家发现，在电池一 端电极使用含碳纳米管可以比现在 的锂电池蓄存更多的电力 。这种电 池在充电效率及蓄电能力远比目前 最高端的锂电池更优良。科新研发 的含碳纳米管电池进行1000次充 放电实验。结果在经历1000次充 放电后，含碳纳米管电池内的物质 属性变化极微，电池蓄电力丝毫未
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电磁干扰屏蔽材料及隐形材料 碳纳米管是一种有前途的理想微波吸收剂,可用于 隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。碳纳米 管对红外和电磁波有隐身作用。
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超级电容器 作为电双层电容电极材料，要
碳纳米管储氢技术的研究
碳纳米管储氢技术的研究正如我们所知,氢气成本低且效率高,在能源日益显现不足和燃油汽车造成人类生存环境极大污染的今天,以氢燃料作为汽车燃料的呼声日益高涨.从90年代起,许多发达国家都制定了系统的氢能研究计划,其短期目标是氢燃料电池汽车的商业化.现在利用氢能的障碍是氢气的规模化存储和运输。
碳纳米管由于其管道结构及多壁碳管之间的类石墨层空隙,成为最有潜力的储氢材料,并是当前研究的热点.碳纳米管储氢的优越性将使碳纳米管燃料电池成为最具发展潜力的新型汽车动力源.研究:美国国立可再生能源实验室[1]采用TPDS(程序控温脱附仪)测量单壁纳米碳管(SWNT)的载氢量,从实验结果推测在130K、4×104 Pa条件下的载氢量为5wt%一10wt%,并认为SWNT是唯一可用于氢燃料电池汽车的储氢材料.这是世界上关于碳纳米管储氢的第一篇报道.后来他们[2]又用强超声波处理SWNT并使纳米管在室温、50kPa条件下吸氢,测得6.5wt%的储氢量.美国加州理工学院[3]将激光烧蚀法制备的SWNT 进行纯化处理,测量氢气在80K,0~12MPa条件下的吸附量,结果表明低压段(<4MPa)吸附量较低,认为氢分子主要吸附在管束的外表面,当压力达到4MPa时,等温线出现转折点,斜率增大;12MPa时吸附量达到8wt%.中科院金属所[4]用半连续氢电弧法合成了高质量的SWNT(直径1.85±0.05nm),纳米管束的直径约2O nm.用容积法测得室温、10 MPa时的储氢量为4.2 wt% ,但在常温常压下约21%一25%的氢气不能脱附,加热至473K则全部脱附.Liu等认为常温常压下未脱附的氢气可能与化学吸附有关,并认为其管径较大(普通SWNT 直径为1.2—1.4nm)可能是吸附量大的原因.与此同时,有些研究者对以上研究结果提出了质疑.德国普朗克铁研究所公司[5]报道77K、10 MPa纳米管的吸氢量为2 wt%,而同条件下具有狭缝孔结构的活性炭达到5.5 wt%.他们认为参考文献[1]的实验结果(5wt%一10wt%)不能单纯用物理吸附来解释.美国General Motors R&D Center[6]在11MPa,80一500℃条件下测定了9种不同的碳材料的储氢性能,指出任何有关碳材料在常温下储氢量大于1 wt%的报道都是不可靠的,认为过高的储氢量是由实验误差导致的.从现有的研究结果及理论计算来看,碳纳米管储氢能力达到美国的DOE标准,即6.5%和62kg/m,是非常有希望的(除了个别学者认为不可能外),部分学者的实验数据已经达到或超过了这一标准.虽然实验结果和见解比较离散,但是大家还是达成了一些基本共识:①吸附量与表面积成正比关系.②吸附的区域大致在管内和管外,或阵列的间隙处.③碳纳米管的直径对吸附量有影响.④表面活化或掺杂对吸附量起着重要甚至于决定性作用.[7] 专利:关于碳纳米管储氢方面的专利,国内外都公开了一些,见下表(部分),并且选取部分简单介绍.专利号公开日专利申请人名称CN1259581A 2000-7-12 南开大学储氢合金/碳纳米管复合储氢材料CN1398664CN139**** ****-2-26 武汉理工大学储氢金属或储氢合金修饰的一维纳米碳储氢材料经微波等离子体刻蚀的一维纳米碳储氢材料及其制备方法US2005118091 2005-06-02 COOPER ALAN C 利用碳纳米管材料储氢JP2004292310 2004-10-21 AIR WATER INC 碳纳米管制备方法及储氢体JP2004059409 2004-02-26 NAKAMURA JUNJI 碳纳米材料的制备方法及储氢材料JP2004313906 2004-11-11 NISSAN MOTOR 储氢材料、储氢体、储氢设备、燃料电池及制备储氢材料的方法KR2001091479 2001-10-23 LEE YOUNG HEE 使用碳纳米管的储氢技术JP2001146408 2001-05-29 TOKYO SHIBAURA ELECTRIC CO 储氢材料及生产方法JP2004026604 2004-01-29 TOYOTA MOTOR CORP 储氢材料南开大学2000年7月12日公开的CN1259581A储氢合金/碳纳米管复合储氢材料,涉及复合储氢材料,特别是储氢合金/碳纳米管复合储氢材料的制造,它包括储氢合金和碳纳米管,其中储氢合金的重量含量范围为1~90%,采用催化裂解或机械复合方法制备.武汉理工大学2003年2月26日公开的CN1398782经微波等离子体刻蚀的一维纳米碳储氢材料及其制备方法,提供了一种一维纳米碳储氢材料及其制备方法.特点是采用微波等离子体刻蚀方法对一维纳米碳表面进行刻蚀,从而由表及里地增加和增大氢的扩散通道,使更多的氢进入到一维纳米碳的内部,提高一维纳米碳的储氢容量。
新材料概论碳纳米管课件
环保与可持续性
在合成和使用过程中，考虑碳纳米管的环保 和可持续性问题也正在成为研究热点。
05
碳纳米管的生产与市场产主要采用气相沉积、电弧放 电和激光脉冲等方法。其中，气相沉积法具 有生长速度快、纯度高、可大规模生产等优 点，但设备成本较高。电弧放电法和激光脉 冲法具有设备简单、成本低等优点，但产量 较低。
02 将不同性能的材料进行复合，实现材料的多功能特性
，如强度、韧性、耐磨性、导电性、导热性等。
多功能复合材料应用
03
将多功能复合材料应用于不同的领域，如航空航天、
汽车、能源、生物医学等。
新兴应用领域拓展
01
新一代信息技术
发展新型电子器件、光电器件、 传感器的应用，推动信息技术领 域的创新发展。
02
化学稳定性
碳纳米管在大多数化学环境下都具 有很好的稳定性，使其在化学反应中 具有很好的应用前景。
挑战与瓶颈
01
生产与合成难度
碳纳米管的制备和合成仍存在一 定的挑战，其大规模生产和成本
控制是当前的研究重点。
03
界面稳定性差
在某些应用中，碳纳米管的界面 稳定性较差，可能会影响其性能
。
02
分散与纯化问题
其他制备方法
总结词
其他制备碳纳米管的方法
VS
详细描述
除上述方法外，还有许多其他制备碳纳米 管的方法，如燃烧合成法、溶胶凝胶法等 。这些方法各有优缺点，可根据实际需求 选择合适的方法。
03
碳纳米管的应用领域
纳米电子器件
碳纳米管在制造纳米电子器件方面具有高导电性和稳定性，可以用于制造高灵敏 度的场效应晶体管、逻辑电路和存储器等。
碳纳米管材料在氢能源中的应用研究
碳纳米管材料在氢能源中的应用研究氢能源作为一种高效、环保的新能源形式，一直以来备受各国工程师和科学家的重视与关注。
然而，作为氢能源的“关键技术”之一——氢储存技术的广泛应用却一直受到限制。
氢气密度极低，在常温和常压下，氢气占据的体积远远大于其他燃油，因此在氢能源的流通、储存和制造过程中，一直以来都难以直面氢气的储存问题。
近年来，碳纳米管材料已经成为了当前被广泛研究的氢气储存材料之一，尤其是在氢能源领域。
那么，碳纳米管材料具备哪些特点，使其在氢能源中拥有广泛应用前景呢？碳纳米管物理特性碳纳米管（Carbon Nanotube，CNT）是由碳原子排列而成，呈螺旋型圆柱体的一种纳米材料。
碳纳米管具有独特的力学、电学、光学、热学和化学等特性，是一种具备广泛应用前景的新材料。
首先说到碳纳米管的力学特性。
碳纳米管的力学强度极高，是碳氢化合物材料中最强的材料之一。
其强度与纤维素相似，可达到甚至超过李藻糖的高强度。
此外，碳纳米管还具有弹性模量极高、伸缩性能极佳等独特的力学特性。
其次，碳纳米管具有优异的电学特性。
基于其独特的性质，碳纳米管可以用作电磁场调制元器件、场发射器、纳米电池、微型继电器以及聚合物电子元器件等。
同时，碳纳米管的电导率非常高，甚至远远超过铜、铝等传统的导体材料。
再次，碳纳米管具有出色的化学稳定性。
碳纳米管与有机物、无机物等大多数化合物的作用力均比较微弱，涂敷碳纳米管薄膜的材料比较稳定，有良好的化学稳定性，是目前几种化学转换过程的新型纳米材料。
碳纳米管材料在氢能源中的应用在氢气储存技术领域，二阶段压缩式氢气储存器、压力摩擦焊接储氢器和吸附式氢气储存器等氢气储存材料已经被开发，但是由于这些材料在储氢密度、稳定性和耐久性等关键性能上的限制，导致了这些材料在实际应用中难以推广。
因此，碳纳米管材料作为氢气储存材料的重要代表，在氢能源领域的应用也越来越广泛。
碳纳米管材料在氢能源中的应用分为充氢式和吸附式两大类。
储氢材料综述ppt课件
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目录
储氢材料的要求 储氢材料的分类 小结
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储氢材料的要求
单位质量、单位体积吸氢量高 不易于空气中的气体反应 用于储氢时生成热小 反复吸放氢时粉化倾向小 成本低
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储氢材料分类
物理方式储氢 化学方式储氢
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物理方式储氢
活性炭、碳纳米材料等利用物理吸附储氢。 活性炭
AH2+B↔ABx+xB 反应焓较小,从而降低了 氢化物的分解温度,且易 于可逆加氢反应的进行
不同脱氢反应路径焓变示意图[3]
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小结
I. 金属（合金）储氢存在着储氢量低等问题，常用改变 元素化学计量比、元素替代等方法改善其性能。
II. 络合氢化物储氢量高，但是放氢困难，常用掺杂等方 法改善其性能。
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谢谢观看
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参考文献
[1]胡子龙. 贮氢材料[M]. 北京：化学工业出版社, 2002. [2]Liu Y,Chu L,Zhou H,Gao M,Wang Q.A novel catalyst precursor K2YiF6 with remarkable synergetic effects of K,Ti and F together on reversible hydrogen storage of NaAlH4[J]mun,2011,47:1740-1742. [3]Vajo J J,Olson G L.Hydrogen storage in destabilized chemical systems[J].Scripta Mater,2007,56:829-834. [4]李永涛.配位氢化物的储氢特性研究[D].复旦大学,2011.
碳纳米管合成以及应用PPT课件
• 优点：超灵敏，应用范围广，蛋白的生理活性的测定 • 应用：医疗方面对糖尿病的检测
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CNT应用及理论
基质辅助激光解吸技术（MALDI）的基质
MALDI－TOF技术主要用来研究生物大分子如大分子聚合物、 生物分子、非共价化合物等等。
• 2003年DICP邹汉法研究员用CNT做基质成功的测定了小肽 和环糊精等小分子的分子量。
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CNT应用及理论
制备纳米材料的模板
一维纳米中空孔道赋予了纳米碳管独特的吸附、储气和 浸润特性。根据理论计算，中空的纳米碳管具有毛细作用， 纳米碳管为模板制备其它纳米线的研究工作。以纳米碳管 为基础，利用它的中空结构和毛细作用可制备其它纳米 结构。对纳米碳管进行B、N等元素掺杂已获得了一系列 新型纳米管。以纳米碳管为母体，通过气相反应方法可 以制备出SiC、GeO2、GaN等多种纳米棒以及各种金属的 纳米线。这些新的一维纳米材料的出现，必将对纳米材 料的研究和发展产生积极的影响。
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CNT应用及理论
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CNT应用及理论
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CNT应用及理论
美国美通国用通用汽汽车车概公公念司车司液－液氢氢氢为动能一为源号能的源燃料的电燃池料电池 概念车－氢动一号
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CNT应用及理论
锂离子电池
碳纳米管的层间距为0.34nm,略大于石墨的层间距0.335nm,这 有利于Li+的嵌入与迁出,它特殊的圆筒状构型不仅可使Li+从外壁 和内壁两方面嵌入,又可防止因溶剂化Li+嵌入引起的石墨层剥离 而造成负极材料的损坏。碳纳米管掺杂石墨时可提高石墨负极的 导电性,消除极化。
第四章储氢材料正式版ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（1） 体积比较
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
Position for H occupied at HSM
Hydrogen on Tetrahedral Sites
Hydrogen on Octahedral Sites
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
▪ (LiAlH4在TiCl3、 TiCl4等催化下180℃ ，8MPa氢 压下获得5％的可逆储放氢容量)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
金属配位氢化物的主要性能
▪ 化石能源的使用正在给地球造成巨大的生态 灾难－温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物的生存
▪ 人类的出路何在－新能源研究势在必行
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.2 氢能开发,大势所趋
因此，高容量贮氢系统是贮氢材料研究 中长期探求的目标。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
碳纳米管PPT课件
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碳纳米管的发现
1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电 子显微镜专家Iijima（饭岛澄男）发现 了多壁碳纳米管（MultiWalled Carbon Nanotubes ，MWNTs），直径为4-30nm， 长度为1um。，最初称之为“Graphite tubular”。
1993年单壁碳纳米管也被发现（SingleWalled Carbon Nanotubes ，SWNTs）， 直径从0.4nm到3-4nm，长度可达几微米。
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nanotube
富勒烯 (C60)
• 1985年英国Sussex大学化学家Kroto和美国Rice大学 化学物理学家Smalley及Curl等人发表文章，宣布笼形 分子C60的发现。
• Smalley和Kroto等分析认为C60分子是个足球的样子， 由12个五元环和20个六元环组成的球状分子，其60个顶 点由碳原子占据。为了纪念美国建筑师Buckminster Fuller设计圆穹屋顶，感谢他在为解开C60分子结构之谜 提供的帮助，他们决定命名C60为Buckminster Fullerene简称fullerene,俗称Buckyballs。但此后几 年，由于不能制备出足够多的C60，通过实验来确定C60存 在的问题还没有解决。
• 碳纳米管的导电性可随其螺旋度的不同而异，可以是金属性的， 也可以是半导体性的。
• 碳纳米管还有很独特的热学性质。它具有比普通材料更高的比热、 更大的热导。 碳纳米管的热学性质也与其结构密切相关。其比热 主要依赖于管的直径和管的长度。
• 碳纳米管还有非凡的力学性质，表现出很好的柔韧性。可以承受 很大的拉伸应变。
激光蒸发法制备碳纳米管的装置
Science 273 , 483–487(1996)
储氢材料概述PPT课件
方法 大比表吸附剂
~1wt%
80K
纳米碳管
<2wt% 可逆存放量
金属氢化物 >100 g/l 化学 方法 有机液体 ~50 g/l
其他含氢物质 63/22 g/l
<2wt% 可实用速度吸\放氢量 ~7wt% 苯理论量 >4wt% 30%NaBH4溶液
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日本加氢站
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Seminar I
储氢材料概述
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一、绪言
氢－二十一世纪 的绿色能源
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1.1能源危机与环境问题
化石能源的有限性与人类需求的无限性－ 石油、煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯竭！！！
（科技日报，2004年2月25日，第二版）
化石能源的使用正在给地球造成巨大的生 态灾难－温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物的生存！！！
子的吸附 TiMn1.5H2.5 日本松下（1.8％） Ti0.90Zr0.1Mn1.4V0.2Cr0.4 活性好 用于：氢汽车储氢、电池负极Ovinic
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3.2配位氢化物储氢
碱金属（Li、Na、K）或碱土金属（Mg、 Ca）与第三主族元素(B、Al)形成
储氢容量高 再氢化难(LiAlH4在TiCl3、 TiCl4等催化下180℃ ，
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PCT curves of TiFe alloy
TiFe(40 ℃)
TiFe alloy
Characteristics:
❖ two hydride phases; ❖ phase (TiFeH1.04) & phase (TiFeH1.95 ) ❖ 2.13TiFeH0.10 + 1/2H2 → 2.13TiFeH1.04 ❖ 2.20TiFeH1.04 + 1/2H2 → 2.20TiFeH1.95
神奇的储氢材料――碳纳米管PPT课件
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碳纳米管
Carbon nanotube （ＣＮＴ）
由于纳米材料的研究热潮的带动，以碳和 纳米碳材料进行储氢成为新的研究热点。
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纳米材料(1—100nm)的基本效应 1、小尺寸效应（体积效应） 2、量子尺寸效应 3、宏观量子隧道效应
4、表面效应
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• 又叫巴基管，碳的同素异形体
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氢能
hydrogen energy
3氢能被人们称ຫໍສະໝຸດ 理想的“绿色能源”氢能的优越性
1、安全环保：氢气分子量为2，比空气轻1/14，因此氢气泄露 空气中会自动逃离地面，不会形成聚集。而其他燃油燃气均会 聚集地面而构成易燃易爆危险。无味无毒，不会造成人体中毒， 燃料产物仅为水，不污染环境。 2、高温高能：1kg氢气的热值为34000Kcal, 是汽油的三倍。氢 氧焰温度高达2800度，高于常规液体。
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学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
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储氢量与储氢压力（温度）关系图
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氢气释放问题：
2005年7月26日,美国NIST和Turkey's Bilkent大学发 现,钛修饰碳纳米管可以解决有效储氢的两个关键 问题:不但能够吸附足够数量的氢分子,而且可以 在加热时轻易地释放．
研究人员正在试图用碳纳米管制作轻便的可携带 式的储氢容器。
碳纳米管储氢材料合成与制备
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一、氢能开发意义与现状
❖ 能源是国民经济的命脉，是人 ❖ 对于我国来说，虽然煤炭储量
类赖以生产、生活和生存的基础。 为世界第一，但化石能源的人均
在当今世界能源被称为科技发展 的三大支柱之一，是人类活动的
占有量低，且分布不均匀，这远
源泉。但是，随着社会经济的快 远不能满足我国经济高速增长的
总体来说，氢气储存有物理和化学两大类。 物理储氢方法： 液氢储存、高压氢气储存、活性炭吸附储存、玻璃微球储存、 地下岩洞储存等。 化学储存方法： 金属氢化物储存、有机液态氢化物储存、无机物储存、铁磁 性材料储存等等。
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金属氢化物类储氢
❖ 1、镁系合金 ❖ 镁系合金是最早研究和被使
用的储氢合金。 ❖ 纯镁氢化物MgH2是惟一可
(三)钛系合金 钛系储氢合金分为Ti-Fe系和Ti-Mn系两类。 Ti-Fe系合金储氢量大，价格便宜，但缺点 是活化困难，抵抗杂质能力差、容易中毒。 可以用其他元素V、Cr、Mn，Co等代替部 分铁组成二元合金，活性大为改善。 Ti-Mn系合金中，以TiMn1.5二元合金的储 氢性能最好，而且在室温条件下即能活化， 反应速度快，反复吸释氢的能力强，而且 价可编格辑便pp宜t ，所以是一种很受重视应用的储 5 氢合金
2、稀土系合金
❖ 稀土系储氢合金以LaNi5为最典型的代表，是储 氢合金中应用性能最好的一种。
❖ 这种合金具有六方结构(CaCu5型)。它的最大优 点是在室温下就可以氢化，吸氢释氢均较容易， 且储氢密度高。但是它的缺点是价格太高，吸 氢和释氢的速度不够快。
❖ 为了让稀土系合金得到广泛的使用，开发研究 了新的系列合金(多元合金)，主要有LaNi5三元 系合金和MnNi三元系合金。