Li-Mg-N-H体系储氢材料的热力学和动力学调控

Mg（NH₂）₂-2LiH体系储氢材料具有较高的储氢容量和较适宜的热力学性能,并且其吸放氢过程完全可逆,是目前最有望实现大规模应用的固态储氢材料之一。然而,由于该体系在吸放氢过程中具有较高的动力学壁垒,导致其在200℃以上才能实现快速地吸放氢。因此,国际上对该体系储氢材料的研究主要集中在热力学和动力学的调控方面。本文从成分调变、纳米化和掺杂改性等方面,详细综述了Mg（NH₂）₂-2LiH体系储氢材料热力学和动力学调控的研究现状,并提出了其中存在的问题和相应对策,同时指出了将来的研究方向。     

LiBH4储氢热力学和动力学调控

为应对能源短缺和气候变化的挑战,调整以化石能源为主的传统能源框架,形成以可再生能源为基础的新型能源结构是我国能源结构升级的必然之路。氢能以其能量密度高、热值大、资源丰富、无污染等优点备受关注。LiBH₄作为最有希望的车载固体储氢能源载体之一已有多年研究,但该材料当前仍无法满足工业应用需求。本文围绕LiBH₄放/充氢反应稳定的热力学与缓慢的动力学的调控,讨论了当前各种主流工艺及其最新研究成果,包括机械球磨激活、纳米限域、催化剂掺杂改性、离子替代、反应物失稳和高能球磨结合气溶胶喷涂(BMAS)新工艺,旨在为其推广应用提供参考和解决方案。值得注意的是,BMAS有能力帮助LiBH₄ + MgH₂复合物等热力学有利体系克服其动力学障碍,并在较低温度下提供促进释放氢气的热力学驱动力。     

储氢材料的研究与进展

本文详细介绍了氢作为一种洁净二次能源载体的优点及发展潜力，综合描述了金属储氢材料、矿物多孔储氢材料、有机液态储氢材料的储氢特性及最新研究状况。最后就储氢材料的发展提出自己的见解。     

储氢材料的研究与进展

本文详细介绍了氢作为一种洁净二次能源载体的优点及发展潜力,综合描述了金属储氢材料、矿物多孔储氢材料、有机液态储氢材料的储氢特性及最新研究状况.最后就储氢材料的发展提出自己的见解.     

新型储氢材料及其热力学与动力学问题

氢能作为一种理想的二次能源受到了国内外科研工作者的广泛关注,研制可以在室温和较低压力下方便、安全、高效地储存氢能的材料是氢能发展的瓶颈.到目前为止,固态储氢材料以能量密度高及安全性好等优势被认为极具应用前景,其中以轻质元素构成的氢化物(包括硼氢化物/铝氢化物(可用通式A(MH4)n表示,其中A是碱金属(Li,Na,K)或碱土金属(Be,Mg,Ca);M是硼或铝;n=1～4)、氨基氢化物(如LiNH2等))、氨硼烷(NH3BH3)、金属有机骨架材料(MOFs)是新型储氢材料研究领域的热点,本文将着重就目前这几类储氢材料的研究当中所涉及到的一些热力学及动力学问题进行总结探讨.     

稀土元素在储氢材料中的应用进展

氢作为一种洁净高效的可再生能源,特别是在镍氢电池等方面的应用,使其受到了极大的关注。H_2的储存和运输是氢能源使用过程中最为关键的环节,研究和开发储氢容量高且有实用价值的储氢材料是目前解决H_2储存问题的一项关键性技术。稀土作为我国的优势资源,其在储氢材料方面具有广泛的应用。本文对稀土储氢材料近期的发展和应用进行了总结,以期为未来的研究工作提供参考。     

MgH_2储氢热力学研究进展

近年来,材料和能源领域中高能量密度车载储氢材料的研究和开发吸引了世界各国科技工作者的广泛兴趣.MgH2作为一种相对廉价的固体储氢材料,其理论储氢量高达7.6 wt%,且循环吸放氢性能较好,业已成为储氢材料领域的研究热点.本文着重从热力学的角度,对MgH2储氢材料的近期研究进展,特别是其储氢热力学性能的改进,包括纳米化、复合、催化、限域以及理论计算等方面进行简要综述,旨在明确当今MgH2作为潜在可应用储氢材料的研究重点和未来发展趋势.     

一种新型储氢材料——改性四氧化三铁的储氢性能研究

以金属Mo, Al, Cr, W可溶盐为添加物, 通过共沉淀法由FeCl₃和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂•6H₂O的水溶液制备了单金属添加的Fe₃O₄改性储氢材料. 采用循环储氢性能评价方法, 研究了材料的储氢性能; 利用X射线粉末衍射、SEM扫描电镜和BET比表面积测试手段, 分析了材料储-放氢前后的微观结构. 结果表明: 添加了Mo金属的Fe₃O₄材料四次循环的放氢温度最低, 为310～314 ℃(放氢速率为300 μmol•min^－1•Fe-g^－1), 低于目前同类最好的储氢材料(50 ℃左右); 对材料的微观结构研究表明: 采用本文方法制备的金属添加的Fe₃O₄储氢材料其粒度大约在50～70 nm. 此外, 材料的催化活性主要与掺杂的金属类型和材料粒度的大小有关.     

改性铁粉和氧化铁粉一种新型储氢材料研究

本文以铁粉和氧化铁粉为原料，通过浸渍法制备了一种新型改性铁氧化物储氢材料。通过储氢性能的研究，评价并比较了不同金属添加剂Al, Cr, Ni, Co, Zr和Mo对铁粉和氧化铁粉的改性作用。结果表明：添加了金属Mo的改性样品Fe-Mo和Fe₂O₃-Mo均具有很好的储氢性能和循环稳定性。其中，样品Fe₂O₃-Mo的改性效果最佳。这可以通过该样品的放氢温度从改性前的527^oC降到改性后的283^oC看出（此时的放氢速率为250u mol·min^-1·Fe-g^-1）。这与Mo添加剂能够有效的阻止样品颗粒的凝结有关。此外，该样品的体积质量储氢能力和体积储氢能力分别达到了4.5 wt.%和72kg H₂/m²，该值已接近IEA标准，具有潜在的应用价值。     

Janus材料微结构精细调控进展

Janus材料由于其拥有两个具有不同化学组成的表面而备受关注,其特殊的结构和性能已成为材料科学研究热点.如何实现Janus材料形貌可控、化学组成严格分区、不同位点复合功能分区、微结构精细调控和批量化制备是该研究方向中的重点和难点.针对上诉问题,基于本课题组研究工作,本文总结了Janus材料微结构精确控制和批量化制备的方法,为Janus材料大规模制备和应用提供新思路和新方法.     

储氢材料的研究进展

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世界各国的重要课题。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,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢的储存是发展氢能技术的难点之一。介绍了各类材料的储氢功能特点和近年来几类主要储氢材料的研究进展,并指出了储氢材料的发展方向。     

以车载储氢为目标的储氢材料研究进展

高效、安全的车载储氢技术研发是制约氢燃料电池车规模化商业应用的“瓶颈”环节。相比于高压氢瓶和低温液氢，材料基固态储氢在储氢密度、操作安全性和能源效率方面具有显著优势，因而被公认为最具发展前景的储氢方式。储氢材料历经数十年发展，尤其是随着近年来新型储氢材料的陆续发现，研究领域不断拓展，目前呈多材料体系、多储氢模式并行发展的格局。但与此同时，现有储氢材料／技术与车载储氢应用需求间的巨大差距并未因新型材料的发现而得到有效缩减，难于在温和操作温度下获取高储氢密度仍是各类储氢材料体系研究中面临的共性关键课题。     

以车载储氢为目标的储氢材料研究进展

高效、安全的车载储氢技术研发是制约氢燃料电池车规模化商业应用的"瓶颈"环节.相比于高压氢瓶和低温液氢,材料基固态储氢在储氢密度、操作安全性和能源效率方面具有显著优势,因而被公认为最具发展前景的储氢方式.储氢材料历经数十年发展,尤其是随着近年来新型储氢忖材料的陆续发现,研究领域不断拓展,目前呈多材料体系、多储氢模式并行发展的格局.     

多孔材料的胶囊化储氢

氢的存储是氢能利用的关键,利用多孔材料的胶囊化作用存储氢气具有独特优点。本文简要阐述了胶囊化形成的原因,重点介绍了胶囊化储氢所用的几种多孔材料及其特点,包括沸石分子筛、金属配位化合物、玻璃微球和球碳及其衍生物。总结了近年来国内外学者利用多孔材料胶囊化作用储氢的研究进展,并从操作条件、对材料的要求、需要克服的能垒等方面分析了胶囊化储氢与物理吸附储氢的差异,进而对今后胶囊化储氢的应用与发展做出了展望。     

纳米限域的储氢材料

氢能作为洁净、理想的二次能源,已受到世界各国的广泛关注。然而,氢的储存技术仍然是制约氢能商业化应用的关键技术。利用储氢材料进行储氢被认为是一种安全、高效的固态储氢方式。因此,开发新型高容量的储氢材料与储氢技术成为氢能领域研究的热点之一。纳米限域是将材料填充到纳米孔道里,利用材料和纳米孔道的相互作用促进反应的进行,为化学反应提供一个独特的微环境。近年来,纳米限域逐渐发展成为改善储氢材料热力学和动力学的新方法。本文综述了纳米限域的储氢材料的研究进展,从纳米限域的储氢材料制备、储氢性能、反应机理和存在的问题等方面进行讨论,并指出了纳米限域储氢材料的发展趋势。     

镁基复合储氢材料

镁基储氢材料以其低成本，高能量密度，引起人们的广泛关注，本文简要介绍了镁基复合储氢材料的最新进展。     

医用高分子材料表面的润滑改性进展

综述了医用高分子材料表面的润滑改性方法,对影响表面润滑性的因素进行了讨论,简述了材料表面润滑性的测定方法,润滑机理及润滑表面的形态,概述了表面润滑的医用高分子材料在临床中的应用。     

镁基储氢材料研究新进展

综述了近几年镁基储氢材料研究的最新进展,总结了目前改善镁基储氢材料性能所用的主要方法,例如反应机械合金化、氢化燃烧合成、掺杂催化元素、制备复合材料、组元替代等。指出采用反应机械合金化法、储氢合金组元调整以及添加催化剂是改善性能最有效的途径。     

储氢材料中稀土元素的测定

储氢材料是新型功能材料,是生产高容量镍-氢化物电池的关键材料.这种材料中的各种成份需要维持一定的比值,否则会对其储氢性能产生极大的影响,从而大幅度降低电池的电容量或缩短使用寿命.故需对材料进行分析化验.目前尚无令人满意的现成方法可利用来测定其中的大量混合稀土元素.本文研究了一种测定储氢材料中混合稀土元素的滴定分析方法.本法操作简便,终点清晰,结果稳定,用于生产和科研效果良好.     

硼氢化锂储氢材料研究*

车载储氢是推进氢燃料车规模化商业应用的“瓶颈”环节,开发高性能车载储氢材料/技术成为当前能源及材料领域关注的热点。近年来,随着储氢材料领域的不断拓展,以硼氢化锂（LiBH₄）为典型代表的高储量配位金属氢化物日渐成为新兴的储氢材料研究热点。本文从体系成分/反应路径调整、纳米结构调制、阴/阳离子替代及催化体系构建等方面概述了改善LiBH4综合储/放氢性能的最新研究进展,旨在明确配位硼氢化物储氢材料研究中的关键问题及可能的解决途径。