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相似文献
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1.
氢能是21世纪主要的新能源之一.作为一种新型的清洁能源,氢的廉价制取、安全高效储存与输送及规模应用是当今研究的重点课题,而氢的储存是氢能应用的关键.储氢材料能可逆地大量吸放氢,在氢的储存与输送过程中是一种重要载体.本文综述了目前所采用或正在研究的主要储氢材料与技术,如高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢、化学氢化物储氢、吸附储氢、金属有机骨架储氢等,比较了各种储氢的优缺点,并指出其相关发展趋势.  相似文献   

2.
储氢研究进展   总被引:30,自引:0,他引:30  
许炜  陶占良  陈军 《化学进展》2006,18(2):200-210
氢能是21世纪主要的新能源之一。作为一种新型的清洁能源,氢的廉价制取、安全高效储存与输送及规模应用是当今研究的重点课题,而氢的储存是氢能应用的关键。储氢材料能可逆地大量吸放氢,在氢的储存与输送过程中是一种重要载体。本文综述了目前所采用或正在研究的主要储氢材料与技术,如高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢、化学氢化物储氢、吸附储氢、金属有机骨架储氢等,比较了各种储氢的优缺点,并指出其相关发展趋势。  相似文献   

3.
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.  相似文献   

4.
将LiAlH4和LiNH2按摩尔比1:2进行球磨复合,随后将复合物进行加热放氢特性研究,然后对其完全放氢后的产物进行再吸氢特性研究。通过X射线衍射分析(XRD)、热分析(DSC)和红外 (FTIR)分析等测试手段对其反应过程进行了系统分析研究。研究结果表明,LiAlH4/2LiNH2加热放氢分为3个反应阶段,放氢后生成Li3AlN2,总放氢量达到8.65wt%。放氢生成的Li3AlN2在10MPaH2压力和400℃条件下,可以可逆吸氢5.0wt%,吸氢后的产物为 LiNH2 、AlN和LiH,而不能再生成LiAlH4。本文对LiAlH4/2LiNH2复合物放氢/再氢化过程机理进行了分析。  相似文献   

5.
纳米限域的储氢材料   总被引:1,自引:0,他引:1  
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。  相似文献   

6.
贾超  原鲜霞  马紫峰 《化学进展》2009,21(9):1954-1962
氢的储存对于21世纪氢经济时代的发展至关重要。金属有机骨架化合物(MOFs)因具有纯度高、结晶度高、成本低、能够大批量生产和结构可控等优点,在气体存储尤其是氢的存储方面展示出广阔的应用前景。本文详细综述了近年来MOFs类化合物(MOF-5、IRMOFs和MMOMs)作为储氢材料的研究进展,介绍了各种用于改善MOFs材料储氢性能的结构改性方法,总结了MOFs储氢材料在理论模拟计算方面的研究进展,并指出了MOFs储氢材料目前存在的不足和发展方向。  相似文献   

7.
朱刚利  杨伯伦 《化学进展》2009,21(12):2760-2770
液体有机氢化物储氢技术利用不饱和液态芳烃和对应环烷烃之间的加\脱氢反应,不仅可用于长周期的季节性储氢,还可用于远距离输氢,以解决地区间能源分布不均的问题。本文分析了该技术的基本原理和特点,并着重就其中的脱氢反应,从催化剂的开发、催化反应机理以及反应模式等层面,进行了分析讨论。关于催化剂,主要从催化剂的活性组分、颗粒分散度、载体种类、孔结构和表面性质与催化活性、结焦失活和耐硫性之间关系的关系进行了分析。关于反应模式,重点讨论了过热液膜态反应、非稳态脉冲喷射进料反应和膜分离反应等几种有利于改善传热传质条件、打破平衡限制的催化脱氢反应模式。并展望了液体有机氢化物储氢的研究和发展方向。  相似文献   

8.
刘新  吴川  吴锋  白莹 《化学进展》2015,27(9):1167-1181
实现氢能有效利用的关键技术是开发安全、经济、高效的氢能储运体系。在目前所有的储氢技术中,固态材料化学储氢因其储氢密度大、可循环使用、安全方便储运等优势成为人们关注的焦点;配位氢化物储氢材料是现有储氢材料中体积和质量储氢密度最高的储氢材料。其中,具有高储氢密度、储氢性能优良的轻金属配位氢化物储氢材料是配位氢化物储氢领域研究的重点,目前已经取得了大量成果。本文论述了主要轻金属配位氢化物储氢体系的研究进展,包括硼氢化物储氢体系、铝氢化物储氢体系、氨基化物储氢体系等,阐述和总结了其热解反应机理、动力学性能、晶体结构、最新研究现状,最后对该领域的研究方向进行了总结和展望,指出二元或多元复合储氢体系、高效纳米粒子催化剂和储氢反应环境的综合协同效应将会成为储氢领域未来的研究趋势和重要研究方向。  相似文献   

9.
吴选军  郑佶  李江  蔡卫权 《物理化学学报》2013,29(10):2207-2214
采用优化的DREIDING力场参数, 通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对H2在IRMOF-1、IRMOF-61和IRMOF-62共3种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究. 结果表明, 该力场能够在全压力范围内很好地复制H2在IRMOF-62材料中的等温吸附曲线; 但对低压下H2在IRMOF-61中的等温吸附曲线预测出现低估. 与IRMOF-1相比, 具有互穿骨架结构的IRMOF-61和IRMOF-62材料在常温下的储氢能力并无明显提高. 进一步比较77 K时100 kPa、3.0 MPa下H2在上述MOFs材料中达到吸附平衡时的几率密度分布发现, H2会优先吸附在Zn4O骨架附近靠近苯环的位置;对具有互穿结构的MOFs材料而言,由于其孔腔尺寸缩小, 使得H2优先吸附位区域零散化. 适当长度的有机配体形成的互穿骨架结构能增强与H2分子之间的相互作用, 具备较高的储氢能力; 而有机配体尺寸过长则会增加骨架结构中H2吸附死角, 对H2的吸附能力反而出现下降.  相似文献   

10.
采用机械球磨(NaH/Al+Ti)和(NaH/Al+Ti-Zr)复合物的方法加氢制备了NaAlH4配位氢化物, 系统研究了Ti、Ti-Zr催化剂以及不同加氢条件对其可逆储氢行为的影响. 结果表明, 对于NaH/Al体系的吸放氢性能, 共掺金属Ti粉/Zr粉的催化作用比单独掺金属Ti粉的催化作用要好. 随着加氢温度从85 ℃上升到140 ℃, 体系的吸氢容量先增后减, 并在120 ℃时达到最大值; 同时, 发现共掺Ti-Zr催化剂的复合物具有最佳的储氢性能, 在120和85 ℃时的吸氢量分别为4.61%和3.52%(w), 比仅掺Ti 催化剂的复合物分别高出0.40%和0.70%(w)的吸氢量. 随着加氢压力的增大, (NaH/Al+Ti-Zr)复合物的吸氢性能随之提高. XRD和DSC分析结果表明, NaAlH4体系的放氢过程明显发生两步分解反应, 共掺Ti-Zr催化剂的复合物储氢性能优于单独掺Ti 催化剂的原因是, 共掺催化剂能有效改善NaAlH4体系吸放氢反应的动力学性能,并降低体系的放氢温度.  相似文献   

11.
贮氢材料研究进展   总被引:12,自引:0,他引:12  
氢作为一种新的能源,受到各国政府和科学家的极大重视,其制备、贮存、输运及应用技术有了迅速的发展。本文综述贮氢材料的种类及其最近研究进展,并对最近发展起来的一些合金贮氢材料和碳质贮氢材料的制备方法作了介绍。  相似文献   

12.
陶占良  陈军 《化学进展》2009,21(9):1945-1953
氢能是一种新型的清洁能源,有望替代碳经济,而氢的储存是氢能应用的关键。近年来,研究集中在具有储氢容量高和可逆性好等优点的固态储氢材料上。许多新型储氢材料不断出现,其中以MAlH4(M=Li, Na)为代表的金属复合氢化物体系被认为是最有前景的储氢材料之一。本文综述了MAlH4(M=Li, Na)作为可逆储氢材料的研究现状,主要从吸放氢反应、储氢性能、反应机理、理论计算和存在的问题等方面进行了讨论,并指出其相关发展趋势。  相似文献   

13.
Research into new reversible hydrogen storage materials has the potential to help accelerate the transition to a hydrogen economy. The discovery of an efficient and cost-effective method of safely storing hydrogen would revolutionise its use as a sustainable energy carrier. Accurately measuring storage capacities – particularly of novel nanomaterials – has however proved challenging, and progress is being hindered by ongoing problems with reproducibility. Various metal and complex hydrides are being investigated, together with nanoporous adsorbents such as carbons, metal-organic frameworks and microporous organic polymers. The hydrogen storage properties of these materials are commonly determined using either the manometric (or Sieverts) technique or gravimetric methods, but both approaches are prone to significant error, if not performed with great care. Although commercial manometric and gravimetric instruments are widely available, they must be operated with an awareness of the limits of their applicability and the error sources inherent to the measurement techniques. This article therefore describes the measurement of hydrogen sorption and covers the required experimental procedures, aspects of troubleshooting and recommended reporting guidelines, with a view of helping improve reproducibility in experimental hydrogen storage material research.  相似文献   

14.
述评碳纳米管储氢研究*   总被引:10,自引:0,他引:10  
周亚平  冯奎  孙艳  周理 《化学进展》2003,15(5):345-350
碳纳米管因被认为可能是氢能的主要载体而备受关注,但几年来的文献报道不尽一致.本文评述了关于单壁和多壁碳纳米管对氢气的吸附实验和模拟计算研究结果,探讨了碳纳米管作为储氢材料的可行性.  相似文献   

15.
Hydrogen is a promising energy carrier in future energy systems. However, storage of hydrogen is a substantial challenge, especially for applications in vehicles with fuel cells that use proton‐exchange membranes (PEMs). Different methods for hydrogen storage are discussed, including high‐pressure and cryogenic‐liquid storage, adsorptive storage on high‐surface‐area adsorbents, chemical storage in metal hydrides and complex hydrides, and storage in boranes. For the latter chemical solutions, reversible options and hydrolytic release of hydrogen with off‐board regeneration are both possible. Reforming of liquid hydrogen‐containing compounds is also a possible means of hydrogen generation. The advantages and disadvantages of the different systems are compared.  相似文献   

16.
About 25 years ago, Bogdanovic and Schwickardi (B. Bogdanovic, M. Schwickardi: J. Alloys Compd. 1–9, 253 (1997) discovered the catalyzed release of hydrogen from NaAlH4. This discovery stimulated a vast research effort on light hydrides as hydrogen storage materials, in particular boron hydrogen compounds. Mg(BH4)2, with a hydrogen content of 14.9 wt %, has been extensively studied, and recent results shed new light on intermediate species formed during dehydrogenation. The chemistry of B3H8, which is an important intermediate between BH4 and B12H122−, is presented in detail. The discovery of high ionic conductivity in the high-temperature phases of LiBH4 and Na2B12H12 opened a new research direction. The high chemical and electrochemical stability of closo-hydroborates has stimulated new research for their applications in batteries. Very recently, an all-solid-state 4 V Na battery prototype using a Na4(CB11H12)2(B12H12) solid electrolyte has been demonstrated. In this review, we present the current knowledge of possible reaction pathways involved in the successive hydrogen release reactions from BH4 to B12H122−, and a discussion of relevant necessary properties for high-ionic-conduction materials.  相似文献   

17.
储氢材料的研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
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。  相似文献   

18.
Solid‐state hydrogen storage using various materials is expected to provide the ultimate solution for safe and efficient on‐board storage. Complex hydrides have attracted increasing attention over the past two decades due to their high gravimetric and volumetric hydrogen densities. In this account, we review studies from our lab on tailoring the thermodynamics and kinetics for hydrogen storage in complex hydrides, including metal alanates, borohydrides and amides. By changing the material composition and structure, developing feasible preparation methods, doping high‐performance catalysts, optimizing multifunctional additives, creating nanostructures and understanding the interaction mechanisms with hydrogen, the operating temperatures for hydrogen storage in metal amides, alanates and borohydrides are remarkably reduced. This temperature reduction is associated with enhanced reaction kinetics and improved reversibility. The examples discussed in this review are expected to provide new inspiration for the development of complex hydrides with high hydrogen capacity and appropriate thermodynamics and kinetics for hydrogen storage.

  相似文献   


19.
李兰兰  程方益  陶占良  陈军 《应用化学》2010,27(9):998-1003
综述了第一性原理计算在储氢材料研究中取得的成果和最新的进展。 第一性原理计算在储氢材料研究中的应用主要有以下4个方面: 1)研究纳米结构的储氢性能; 2) 研究储氢材料中掺杂和缺陷的作用及对储氢性能的影响; 3)研究储氢机理; 4)确定氢化物的几何结构以及预测新型储氢材料。 同时展望了第一性原理计算在储氢领域中的应用前景。  相似文献   

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