氢储存运输及加注技术教学课件：4.1储氢材料简介

储氢材料简介氢能燃烧后的生成物只有水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。储氢材料的作用“碳达峰”“碳中和”储氢材料的作用制约了氢能走向实用化和规模化。氢能的存储目录储氢材料的定义、要求及原理1储氢材料的分类2储氢材料的重要功能是担负能量储存、转换和输送的功能，可以简单地理解为载能体或载氢体。广义上讲储氢材料的定义构成载热体系，完成热能的储存、转换和输送任务；储氢材料的可逆反应热电能化学能相互转换利用储氢材料储存化学能的特性，可构成载电系统，使电能可以储存和转换。储氢材料自然可构成载氢体系储存输送分离精制氢同位素的回收储氢材料是一种在适当条件下，能够储存氢的材料。狹义上讲储氢材料的定义通过吸附储存氢储存氢通过与氢发生化学反应生成化合物形式储存氢差异→储氢材料必须具有高度的可逆性。储氢材料的要求根据氢的物理化学特性研究得知，若使储氢材料具有实用价值，除了需要满足安全储存和便于运输、成本合理等基本要求外，储氢材料应具备下列条件：1易活化，单位质量、单位体积储氢含量高；2具有高度的反应可逆性，且可在常温、常压下进行；3具有良好的循环寿命，而且循环的次数足够多时，仍然能保持性能稳定；吸收、离解氢过程中的平衡氢压差小，即滞后效应小；储氢材料的要求根据氢的物理化学特性研究得知，若使储氢材料具有实用价值，除了需要满足安全储存和便于运输、成本合理等基本要求外，储氢材料应具备下列条件：5在设计生产时还应注意要尽量使其具有价格低廉、不污染环境、制造工艺简单、容易制造等特性。4具有优良的抗毒性能，在空气中稳定、安全性好，不易受N2、O2、H2S等杂质气体毒害。储氢材料的要求在电化学条件下，储氢还要考虑以下因素：1在氢的阳极氧化电位范围内，储氢材料应具有较强的抗氧化能力；2在电解液中，储氢材料应具有良好的化学稳定性；3储氢材料应具有优良的导电、导热性能。根据氢与固态材料作用机理的不同化学吸附储氢物理吸附储氢储氢材料的原理储氢材料的原理化学吸附储氢氢分子裂解成氢原子过渡金属碱金属碱土金属的单质合金金属氢化物不饱和有机液体氢的储存储氢材料的原理物理吸附储氢非极性的氢分子质量小比表面积大多孔吸附结构表面和骨架中吸附剂色散力作用物理作用储氢材料金属储氢材料碳质储氢材料储氢材料的分类无机离子型化合物储氢材料有机液体化合物储氢材料金属有机物骨架化合物储氢材料（化学方式储氢）（物理方式储氢）（化学方式储氢）（化学方式储氢）（化学方式储氢）储氢材料的分类金属储氢材料合金氢化物材料，其储氢密度是标准状态下氢气密度的1000倍。储氢材料的分类金属储氢材料储氢原理：利用金属氢化物的特性，调节温度和压力，分解并放出氢气后而本身又还原到原来合金的原理。碳质储氢材料储氢合金氢气可逆金属氢化物来储存氢气生成利用吸附来实现储氢活性炭（AC)活性炭纤维(ACF)富勒烯碳纳米管（CNT)低温条件下，才能实现好的吸附特性处于研发阶段碳酸氢盐配位氢化物储氢材料的分类无机离子型化合物储氢材料有机液体化合物储氢材料具有相对较高的储氢质量比和良好的吸／放氢性能甲酸盐苯甲苯优点储氢量大储存、运输、维护、保养安全方便可多次循环使用寿命长（可达20年）储氢材料的分类传统的储氢技术深冷液化金属氢化物高压压缩金属簇有机链多孔的结晶材料储氢材料的分类金属有机物骨架化合物储氢材料具有统一尺寸的立方空隙，构成空隙的结构也类似用作储氢材料的金属有机物骨架化合物特点优点具有更大的比表面积。纯度高、结晶度高、成本低、能够大批量生产、结构可控。储