生物制氢2(2学时)
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氢的密度（g/L） 氢的含量 （wt%） 氢气（标准状态） 0.09 100
压缩氢气（35MPa）
液态氢（20K） 氢吸储合金（LaNi5H6）
24
71 105
100
100 1.4
氢气的压缩因子：实际体积和理想体积的比值
压力（MPa） 压缩因子 0.1013 1 10 1.065 25 1.166 35 1.236 70 1.489 100 1.702
M-H系统p-C-T平衡图
22
显然，高温生 成的氢化物具有高 的平衡压力，同时， 有效氢容量减少。 由图中还可以看出， 金属氢化物在吸氢 与释氢时，虽在同 一温度，但压力不 同，这种现象称为 滞后。作为储氢材 料，滞后越小越好。
23
根据p-C-T图可以作出储氢合金平衡压-温度之间关系图， 如图2-2。对各种储氢合金，当温度和氢气压力值在曲线 上侧时，合金 吸氢，生成金 属氢化物，同 时放热；当温 度与氢压力值 在曲线下侧时， 金属氢化物分 解，放出氢气， 同时吸热。
0.092
0.084 0.083 0.156
18
Mg2NiH4
LaNi5H4
H2(liquid)
H2(200 bar)
不同储氢方式的体积比较
19
金属储氢原理 许多金属(或合金)可固溶氢气形成含氢的固溶体 (MHx)，固溶体的溶解度[H]M 与其平衡氢压pH2 的平 方根成正比 。在一定温度和压力条件下 ，固溶相 (MHx)与氢反应生成金属氢化物，反应式如下
32
优点： (AlH4-)、(NH2-)、(BH4-) 含氢量高很有潜力。 NaAlH4－ 7.47 wt.% LiAlH4－ 10.62 wt.%
缺点：放氢温度高
400~700K
KBH4 － 7.47 wt.%
NaBH4－ 11.66 wt.% LiBH4－ 18.51 wt.% NH3BH3 －12.9 wt.%
8
利用储氢材料 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
9
吸储材料储氢 物理吸附材料
液态 H2 MgH2
气态(150 atm)
液态 固态
150
778 1222
100 (0.80 *a)
100 (~5.0 *b) 7.60
0.012
0.062 0.098
LaNi5H6
TiFeH1.95 Mg2NiH4 VH2
固态
固态 固态 固态
1148
1056 1037 1944
1.37
1.85 3.60 3.81
热分层（引起爆炸）；不能长期保存。 通过高压氢绝热膨胀实现：加压→冷却→膨胀→液化。
Key：绝热；
6
7
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。
液化储存面临两个主要难题： ①氢气的深冷液化能耗高； ②液氢的储存和保养问题：由于液氢储器内的温度与环境 温度的温差大 (253℃土25℃)，给液氢的保冷、防止挥发、 储器材料和结构设计、加工工艺等提出了苛刻的要求。
（多孔材料——吸附、晶格吸储——石墨、合金）
Ⅰ 碳纳米管；
1997.3 单壁碳纳米管中的储氢 ——《nature》 1999.7 碱掺杂的碳纳米管在常压常温下的高吸氢量—— 《science》 1999.11室温下在单壁碳纳米管上的储氢——《science》 5wt%~20wt% 2010.2 回顾碳纳米管储氢——《carbon》 1998~2010，CNTS储氢量逐年下降 物理吸附达到的储氢密度有限，＜1wt%
12
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) 。
13
碳纳米管结构示意图
碳纳米管是由石墨片卷曲而成的中空管状结构，直径在零点 几个纳米到几十纳米之间。管壁是一种类似于石墨片的碳六 边形网状结构。
14
以快的速度与CO2及水蒸气进行气化反应。 (3)生物炭灰分少 生物炭灰分一般少于3％，省去除灰工艺；
(4)含硫量低 生物炭含硫量一般少于0.2％，气体脱硫装置简单。
42
气化原理
43
气化设备
固定床气化炉
下吸式气化炉
上吸式气化炉
横吸式气化炉
根 据 气 流 方 向
生物质气化炉
开心式气化炉
单流化床气化炉 循环流化床气化炉 流化床气化炉 双流化床气化炉 携带床气化炉 和按 气气 化化 过炉 程结 构
33
有机氢化物材料
34
储氢方式
优点：储氢量大；
可利用现有设备； 储运简单； 多次循环； 缺点：脱氢温度高； 脱氢催化剂不稳定， 易孔结；
C6H6
苯
↔
C6H12 7.2 wt.%
环己烷
C7H8
甲苯
↔
C7H14 6.2 wt.% H2
甲基环己烷
35
高压氢气与吸储材料复合式储氢
碳化纤维强化塑料
36
优点： 可储存相当于合金自身体积上千倍的氢气，吸氢密度超过液 态氢和固态氢密度，轻便安全。
17
金属氢化物储氢 优点：安全性强。 缺点：储氢量低(＜6wt%). 储存介质 标准态H2 存在状态 气态(1 atm) 氢相对密度 贮氢量(wt.%) 贮氢量(g/ml) 1 100 0.00008
高压 H2
单壁纳米碳管束TEM照片
15
富勒烯(C60)
高功率激光轰击石墨，使石墨中的碳原子气化，用氦气流把 气态碳原子送入真空室，迅速冷却后形成碳原子簇。 C60呈球笼状，是一个完美对称的分子。
16
化学反应材料（金属，催化可逆吸氢）
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。
各种储氢合金平衡分解压-温度关系曲线
24
反应热
反应热的范围在-29.6-45.98KJ/mol的金属容易储氢
25
各种储氢方式储氢密度比较
26
储氢材料应具备的条件
1、储氢量大：单位质量或单位体积储氢量大 2、平衡氢压适当：最好在室温附近只有几个大气压，便于 储氢和放氢。且P-C-T曲线有良好的平坦区，平坦区越宽， 倾斜程度越小，在该区域稍微改变压力，就能吸收和释放 较多的氢气；
2 MH x H 2 yx
2 MH y H yx
式中MHy是金属氢化物，H为生成热。储氢合金正 是靠其与氢起化学反应生成金属氢化物来储氢的。
20
金属与氢的反应，是一个可逆过程。正向反 应，吸氢、放热；逆向反应，释氢、吸热；改变 温度与压力条件可使反应按正向、逆向反复进行， 实现材料的吸释氢功能。换言之，是金属吸氢生 成金属氢化物还是金属氢化物分解释放氢，受温 度、压力与合金成分的控制，由图2-1平衡氢压-氢 浓度等温曲线(p-C-T曲线)可看出。
小；
③ 流化床气化的产气能力可在放大范围内波动，且气化效率不会明 显降低；
④ 流化床使用的燃料颗粒很细，传热面积大，故传热效率高．而且，
气化反应温度不是很高且均衡，使结渣的可能性减弱。
49
50
51
生物质的热裂解液化
52
热裂解原理
53
热解温度对产物的影响
54
生物质合成燃料
原料 预处理
气 化
21
由0点开始，金属 形成含氢固溶体，A 点为固溶体溶解度极 限。从A点，氢化反 应开始，金属中氢浓 度显著增加，氢压几 乎不变，至B点，氢 化反应结束，B点对 应氢浓度为氢化物中 氢的极限溶解度。图 中 AB 段 为 氢 气 、 固 溶体、金属氢化物三 相共存区，其对应的 压力为氢的平衡压力， 氢 浓 度 (H ／ M) 为 金 属氢化物在相应温度 的有效氢容量。
氢的净化与存储
37
38
变压吸附法（Pressure Swing Adsorption，PSA）
吸附→降压解吸→逐级升压→吸附，各塔轮换操作
39
膜分离技术
高分子膜、金属膜（钯） 氢通过钯膜的分离过程 ① 一次侧（高压侧）分子氢吸 附到钯表面； ② 氢离解，形成原子氢； ③ 氢原子在渗透压作用下在膜 中扩散；
净 化
CO/H2 重整
沸 托 合 成
产 物 分 离
甲醇
柴油
二甲醚
粉碎、干燥
除焦油、灰 制备合成气
合成反应
调整二者的比例
55
沸托合成
CO + 2H2 → CH3OH 2CO + 4H2 → CH3OCH3 CO + 3H2 → CH4 + H2O 4CO + 8H2 → C4H9OH + H2O CO2 + 3H2 → CO + H2O nCO + 2nH2 → （CH2）n + nH2O +102.5kJ/mol +200.2kJ/mol +115.6kJ/mol +49.62kJ/mol +42.9kJ/mol Q
10
吸储材料储氢
Ⅱ 沸石； Ⅲ 金属有机骨架化合物； Ⅳ 玻璃微球； 直径25~500um，球壁厚度1um，15%~42%。
11
1、活性炭吸附储氢
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。
如：在-120℃、5.5MPa下，活性炭储氢量高 达9.5%(质量分数)。 特点： 活性炭吸附储氢器体积比金属氢 化物储氢体系稍大； 活性炭原料易得； 吸附储氢和脱氢操作比较简单； 投资费用较低。
④ 钯的催化能量使原子氢会合
成分子氢； ⑤ 分子氢脱离膜。
40
膜反应器
结合改质反应和氢分离于一体：促进反应平衡，降低反应温度。
700~800℃ → 500~550℃
41
3.4 生物质的热化学处理
生物质气化、生物质液化、生物质合成燃料
3.4.1 生物质气化
生物质作为气化原料比煤作为气化原料有较多的优点： (1)挥发分高 其挥发分一般为70％~80％，400℃；而煤在800 ℃时 才能释放出30％的挥发分。 (2)生物质炭反应活性高 生物质炭在较低的温度（800℃）下，可
3、金属氢化物的生成热要适当，若生成热太高，生成的金 属氢化物过于稳定，释氢时就需要较高的温度。
27
4、动力学特性：储氢合金应能较快的吸氢、放氢； 5、寿命长，耐中毒(对氧、水和二氧化碳等杂质敏感性小，反 复吸氢、释氢时，材料性能不致恶化)；
6、易活化：(可采用加热减压脱气或高压加氢处理)；
7、化学性质稳定，经久耐用； 8、价格低、安全等
28
LaNi5储氢合金(金属间化合物)： 荷兰Philips实验室首先研制
LaNi5 3H 2 LaNi5 H 6
LaNi5H6六方结构 (氢原子占据晶格的四面体间隙)
29
特点： 1、室温附近从常压到几十个大气压的范围 内实现吸氢和放氢； 2、易活化，储氢量较大； 3、抗杂质气体中毒性能好 4、动力学特性差，价格高 5、吸氢后晶胞体积膨胀较大，循环性不好 改善方法：改变A组元和B组元的组成 A组元(纯稀土La)→混合稀土(Ce铈、Pr镨、Nd钕) B组元(Ni)→Mn,Co,Al,Cu,Cr,Ti,B等元素，合金的表面处 理及合金的组织结构优化等。
1
氢的存储：难题 主要用高压钢瓶，储氢量小， 气体氢： 储氢密度低，使用不方便
储存和输 送方式
液态氢： 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 解决方式：研发储氢材料
2
氢的存储
氢的体积能量密度是天然气的1/3，石油的1/3000.
3
Key：高压储氢罐的研发。（铝合金+碳纤维）
储氢方式
(a) 高压储氢
压缩过程能耗高。
优点：简单，常用。 缺点：体积能量密度低； 对容器耐压性能高；
不安全；
4
储氢方式
(b) 液态储氢
优点：体积能量密度高；
缺点：液化耗能(4~10kw· h/kg)； 蒸发损失；
对储槽绝热材料的要求高。
Baidu Nhomakorabea
5
液态存储
30
金属氢化物储氢 目前研制成功的： 稀土镧镍系(LaNi5 ,即AB5型） 钛铁系（TiFe，即AB型）
镁系
钛/锆系
31
无机储氢材料
铝氢化物 3NaAlH4 Na3AlH6 酰胺与酰亚胺材料 Li3N + 2H2 Li2NH + 2H2 Li2NH + LiH + H2 LiNH2 + LiH (5.2wt%) (6.5wt%) Na3AlH6 + 2Al + 3H2 (3.7wt%) NaH + Al + 1.5H2 (1.8wt%)
44
45
46
47
流态化与流化床
固定床|最小流化床|平滑流化床|鼓泡床|腾涌床|层式腾涌床|紊流床|流态化输送 气速增加
48
流化床的优点
生物质流化床气化与固定床气化相比较，具有以下优点：
① 流化床气化可以使用粒度很小的原料，对灰分的要求也不高； ② 流化床气化效率和气化强度都比较高，因此，其气化炉的断面要
压缩氢气（35MPa）
液态氢（20K） 氢吸储合金（LaNi5H6）
24
71 105
100
100 1.4
氢气的压缩因子：实际体积和理想体积的比值
压力（MPa） 压缩因子 0.1013 1 10 1.065 25 1.166 35 1.236 70 1.489 100 1.702
M-H系统p-C-T平衡图
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显然，高温生 成的氢化物具有高 的平衡压力，同时， 有效氢容量减少。 由图中还可以看出， 金属氢化物在吸氢 与释氢时，虽在同 一温度，但压力不 同，这种现象称为 滞后。作为储氢材 料，滞后越小越好。
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根据p-C-T图可以作出储氢合金平衡压-温度之间关系图， 如图2-2。对各种储氢合金，当温度和氢气压力值在曲线 上侧时，合金 吸氢，生成金 属氢化物，同 时放热；当温 度与氢压力值 在曲线下侧时， 金属氢化物分 解，放出氢气， 同时吸热。
0.092
0.084 0.083 0.156
18
Mg2NiH4
LaNi5H4
H2(liquid)
H2(200 bar)
不同储氢方式的体积比较
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金属储氢原理 许多金属(或合金)可固溶氢气形成含氢的固溶体 (MHx)，固溶体的溶解度[H]M 与其平衡氢压pH2 的平 方根成正比 。在一定温度和压力条件下 ，固溶相 (MHx)与氢反应生成金属氢化物，反应式如下
32
优点： (AlH4-)、(NH2-)、(BH4-) 含氢量高很有潜力。 NaAlH4－ 7.47 wt.% LiAlH4－ 10.62 wt.%
缺点：放氢温度高
400~700K
KBH4 － 7.47 wt.%
NaBH4－ 11.66 wt.% LiBH4－ 18.51 wt.% NH3BH3 －12.9 wt.%
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利用储氢材料 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
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吸储材料储氢 物理吸附材料
液态 H2 MgH2
气态(150 atm)
液态 固态
150
778 1222
100 (0.80 *a)
100 (~5.0 *b) 7.60
0.012
0.062 0.098
LaNi5H6
TiFeH1.95 Mg2NiH4 VH2
固态
固态 固态 固态
1148
1056 1037 1944
1.37
1.85 3.60 3.81
热分层（引起爆炸）；不能长期保存。 通过高压氢绝热膨胀实现：加压→冷却→膨胀→液化。
Key：绝热；
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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。
液化储存面临两个主要难题： ①氢气的深冷液化能耗高； ②液氢的储存和保养问题：由于液氢储器内的温度与环境 温度的温差大 (253℃土25℃)，给液氢的保冷、防止挥发、 储器材料和结构设计、加工工艺等提出了苛刻的要求。
（多孔材料——吸附、晶格吸储——石墨、合金）
Ⅰ 碳纳米管；
1997.3 单壁碳纳米管中的储氢 ——《nature》 1999.7 碱掺杂的碳纳米管在常压常温下的高吸氢量—— 《science》 1999.11室温下在单壁碳纳米管上的储氢——《science》 5wt%~20wt% 2010.2 回顾碳纳米管储氢——《carbon》 1998~2010，CNTS储氢量逐年下降 物理吸附达到的储氢密度有限，＜1wt%
12
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) 。
13
碳纳米管结构示意图
碳纳米管是由石墨片卷曲而成的中空管状结构，直径在零点 几个纳米到几十纳米之间。管壁是一种类似于石墨片的碳六 边形网状结构。
14
以快的速度与CO2及水蒸气进行气化反应。 (3)生物炭灰分少 生物炭灰分一般少于3％，省去除灰工艺；
(4)含硫量低 生物炭含硫量一般少于0.2％，气体脱硫装置简单。
42
气化原理
43
气化设备
固定床气化炉
下吸式气化炉
上吸式气化炉
横吸式气化炉
根 据 气 流 方 向
生物质气化炉
开心式气化炉
单流化床气化炉 循环流化床气化炉 流化床气化炉 双流化床气化炉 携带床气化炉 和按 气气 化化 过炉 程结 构
33
有机氢化物材料
34
储氢方式
优点：储氢量大；
可利用现有设备； 储运简单； 多次循环； 缺点：脱氢温度高； 脱氢催化剂不稳定， 易孔结；
C6H6
苯
↔
C6H12 7.2 wt.%
环己烷
C7H8
甲苯
↔
C7H14 6.2 wt.% H2
甲基环己烷
35
高压氢气与吸储材料复合式储氢
碳化纤维强化塑料
36
优点： 可储存相当于合金自身体积上千倍的氢气，吸氢密度超过液 态氢和固态氢密度，轻便安全。
17
金属氢化物储氢 优点：安全性强。 缺点：储氢量低(＜6wt%). 储存介质 标准态H2 存在状态 气态(1 atm) 氢相对密度 贮氢量(wt.%) 贮氢量(g/ml) 1 100 0.00008
高压 H2
单壁纳米碳管束TEM照片
15
富勒烯(C60)
高功率激光轰击石墨，使石墨中的碳原子气化，用氦气流把 气态碳原子送入真空室，迅速冷却后形成碳原子簇。 C60呈球笼状，是一个完美对称的分子。
16
化学反应材料（金属，催化可逆吸氢）
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。
各种储氢合金平衡分解压-温度关系曲线
24
反应热
反应热的范围在-29.6-45.98KJ/mol的金属容易储氢
25
各种储氢方式储氢密度比较
26
储氢材料应具备的条件
1、储氢量大：单位质量或单位体积储氢量大 2、平衡氢压适当：最好在室温附近只有几个大气压，便于 储氢和放氢。且P-C-T曲线有良好的平坦区，平坦区越宽， 倾斜程度越小，在该区域稍微改变压力，就能吸收和释放 较多的氢气；
2 MH x H 2 yx
2 MH y H yx
式中MHy是金属氢化物，H为生成热。储氢合金正 是靠其与氢起化学反应生成金属氢化物来储氢的。
20
金属与氢的反应，是一个可逆过程。正向反 应，吸氢、放热；逆向反应，释氢、吸热；改变 温度与压力条件可使反应按正向、逆向反复进行， 实现材料的吸释氢功能。换言之，是金属吸氢生 成金属氢化物还是金属氢化物分解释放氢，受温 度、压力与合金成分的控制，由图2-1平衡氢压-氢 浓度等温曲线(p-C-T曲线)可看出。
小；
③ 流化床气化的产气能力可在放大范围内波动，且气化效率不会明 显降低；
④ 流化床使用的燃料颗粒很细，传热面积大，故传热效率高．而且，
气化反应温度不是很高且均衡，使结渣的可能性减弱。
49
50
51
生物质的热裂解液化
52
热裂解原理
53
热解温度对产物的影响
54
生物质合成燃料
原料 预处理
气 化
21
由0点开始，金属 形成含氢固溶体，A 点为固溶体溶解度极 限。从A点，氢化反 应开始，金属中氢浓 度显著增加，氢压几 乎不变，至B点，氢 化反应结束，B点对 应氢浓度为氢化物中 氢的极限溶解度。图 中 AB 段 为 氢 气 、 固 溶体、金属氢化物三 相共存区，其对应的 压力为氢的平衡压力， 氢 浓 度 (H ／ M) 为 金 属氢化物在相应温度 的有效氢容量。
氢的净化与存储
37
38
变压吸附法（Pressure Swing Adsorption，PSA）
吸附→降压解吸→逐级升压→吸附，各塔轮换操作
39
膜分离技术
高分子膜、金属膜（钯） 氢通过钯膜的分离过程 ① 一次侧（高压侧）分子氢吸 附到钯表面； ② 氢离解，形成原子氢； ③ 氢原子在渗透压作用下在膜 中扩散；
净 化
CO/H2 重整
沸 托 合 成
产 物 分 离
甲醇
柴油
二甲醚
粉碎、干燥
除焦油、灰 制备合成气
合成反应
调整二者的比例
55
沸托合成
CO + 2H2 → CH3OH 2CO + 4H2 → CH3OCH3 CO + 3H2 → CH4 + H2O 4CO + 8H2 → C4H9OH + H2O CO2 + 3H2 → CO + H2O nCO + 2nH2 → （CH2）n + nH2O +102.5kJ/mol +200.2kJ/mol +115.6kJ/mol +49.62kJ/mol +42.9kJ/mol Q
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吸储材料储氢
Ⅱ 沸石； Ⅲ 金属有机骨架化合物； Ⅳ 玻璃微球； 直径25~500um，球壁厚度1um，15%~42%。
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1、活性炭吸附储氢
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。
如：在-120℃、5.5MPa下，活性炭储氢量高 达9.5%(质量分数)。 特点： 活性炭吸附储氢器体积比金属氢 化物储氢体系稍大； 活性炭原料易得； 吸附储氢和脱氢操作比较简单； 投资费用较低。
④ 钯的催化能量使原子氢会合
成分子氢； ⑤ 分子氢脱离膜。
40
膜反应器
结合改质反应和氢分离于一体：促进反应平衡，降低反应温度。
700~800℃ → 500~550℃
41
3.4 生物质的热化学处理
生物质气化、生物质液化、生物质合成燃料
3.4.1 生物质气化
生物质作为气化原料比煤作为气化原料有较多的优点： (1)挥发分高 其挥发分一般为70％~80％，400℃；而煤在800 ℃时 才能释放出30％的挥发分。 (2)生物质炭反应活性高 生物质炭在较低的温度（800℃）下，可
3、金属氢化物的生成热要适当，若生成热太高，生成的金 属氢化物过于稳定，释氢时就需要较高的温度。
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4、动力学特性：储氢合金应能较快的吸氢、放氢； 5、寿命长，耐中毒(对氧、水和二氧化碳等杂质敏感性小，反 复吸氢、释氢时，材料性能不致恶化)；
6、易活化：(可采用加热减压脱气或高压加氢处理)；
7、化学性质稳定，经久耐用； 8、价格低、安全等
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LaNi5储氢合金(金属间化合物)： 荷兰Philips实验室首先研制
LaNi5 3H 2 LaNi5 H 6
LaNi5H6六方结构 (氢原子占据晶格的四面体间隙)
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特点： 1、室温附近从常压到几十个大气压的范围 内实现吸氢和放氢； 2、易活化，储氢量较大； 3、抗杂质气体中毒性能好 4、动力学特性差，价格高 5、吸氢后晶胞体积膨胀较大，循环性不好 改善方法：改变A组元和B组元的组成 A组元(纯稀土La)→混合稀土(Ce铈、Pr镨、Nd钕) B组元(Ni)→Mn,Co,Al,Cu,Cr,Ti,B等元素，合金的表面处 理及合金的组织结构优化等。
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氢的存储：难题 主要用高压钢瓶，储氢量小， 气体氢： 储氢密度低，使用不方便
储存和输 送方式
液态氢： 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 解决方式：研发储氢材料
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氢的存储
氢的体积能量密度是天然气的1/3，石油的1/3000.
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Key：高压储氢罐的研发。（铝合金+碳纤维）
储氢方式
(a) 高压储氢
压缩过程能耗高。
优点：简单，常用。 缺点：体积能量密度低； 对容器耐压性能高；
不安全；
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储氢方式
(b) 液态储氢
优点：体积能量密度高；
缺点：液化耗能(4~10kw· h/kg)； 蒸发损失；
对储槽绝热材料的要求高。
Baidu Nhomakorabea
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液态存储
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金属氢化物储氢 目前研制成功的： 稀土镧镍系(LaNi5 ,即AB5型） 钛铁系（TiFe，即AB型）
镁系
钛/锆系
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无机储氢材料
铝氢化物 3NaAlH4 Na3AlH6 酰胺与酰亚胺材料 Li3N + 2H2 Li2NH + 2H2 Li2NH + LiH + H2 LiNH2 + LiH (5.2wt%) (6.5wt%) Na3AlH6 + 2Al + 3H2 (3.7wt%) NaH + Al + 1.5H2 (1.8wt%)
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流态化与流化床
固定床|最小流化床|平滑流化床|鼓泡床|腾涌床|层式腾涌床|紊流床|流态化输送 气速增加
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流化床的优点
生物质流化床气化与固定床气化相比较，具有以下优点：
① 流化床气化可以使用粒度很小的原料，对灰分的要求也不高； ② 流化床气化效率和气化强度都比较高，因此，其气化炉的断面要