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储氢材料分类目前储氢材料有金属氢化物、碳纤维碳纳米管、非碳纳米管、玻璃储氢微球、络合物储氢材料以及有机液体氢化物。
下面仅就合金、有机液体以及纳米储氢材料三个方面对储氢材料加以介绍。
一,合金储氢材料储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成诸如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。
合金作为储氢材料要满足一定的要求,首先其氢化物的生成热要适当,如果生成热太高,生成的氢化物过于稳定,释放氢时就需要较高的温度.而如果生成热太低,则不易吸收氢。
其次形成氢化物的平衡压要适当,最好在室温附近只有几个大气压,便于吸放氢,而且要吸放速度快，这样才能够满足实际应用的需求。
另外合金及其氢化物对水、氧和二氧化碳等杂质敏感性小，反复吸放氢时，材料性能不至于恶化。
而且，储氢材料的氢化物还要满足在存储与运输过程中性能可靠、安全、无害、化学性质稳定等条件。
现在已研究的并且符合上述要求的有镁系、稀土系、钛系和锆系等。
在上述储氢材料中，镁系储氢合金具有较高的储氢容量，而且吸放氢平台好、资源丰富、价格低廉，应用前景十分诱人。
镁可直接与氢反应,在300—400℃和较高的压力下, 反应生成Mg和H2反应生成MgH2: Mg + H2= MgH2 △H=-74.6kJ/mol。
MgH2理论氢含量可达7.6% , 具有金红石结构, 性能较稳定, 在287 ℃时分解压为101.3kPa。
由于纯镁的吸放氢反应动力学性能差, 吸放氢温度高, 所以纯镁很少被直接用来储存氢气，为此人们又开始研究镁基储氢合金材料。
到目前为止, 人们已对300多种重要的镁基储氢合金材料进行了研究。
二，液态有机物储氢材料有机液体氢化物贮氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现的。
加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢, 有机液体作为氢载体达到贮存和输送氢的目的。
储氢材料的分类
1. 金属氢化物储氢材料，就好像是一个神奇的“氢精灵宝库”！比如说氢化镁，它能吸收和释放大量的氢气呢。
2. 配位氢化物储氢材料呀，这可是个厉害的角色，如同一个精准的“氢舞者”。
像氢化铝钠就是个很好的例子呀，能为我们储存好多的氢。
3. 纳米材料储氢，哇哦，这简直就是储氢世界的“超级明星”嘛！纳米碳管，大家听说过吧，它在这方面表现超棒的哟！
4. 有机液体储氢材料，嘿嘿，那就是储氢领域的“神秘嘉宾”呢！比如某些有机液体可以很巧妙地把氢储存起来，神奇吧！
5. 复合储氢材料，好像是一个团结协作的“氢战队”呀！它们相互配合，共同完成储氢的任务呢，像一些复合材料做的就很好呀。
6. 玻璃微球储氢材料，这不就是一个个“氢的小房子”嘛！可以把氢好好地安置在里面哦，想想都觉得很有趣呢。
7. 吸附储氢材料，就如同“氢的好朋友”，紧紧地把氢抱住。
活性炭就是其中之一呀，厉害吧！
8. 液态有机氢载体储氢，哇，简直就是储氢的“魔法药水”呀！它可以带着氢来来去去呢，是不是很有意思呀。
我的观点结论就是：储氢材料的分类真的好丰富好有趣呀，每一种都有它独特的魅力和用途呢，未来的发展真让人期待！。
高中化学常见储氢材料
储氢技术是解决氢能源应用的重要环节之一。
在氢能源的应用中，储氢材料的选择和性能直接影响到储氢系统的性能和成本。
本文将介绍高中化学常见的储氢材料。
1. 金属储氢材料
金属储氢材料是指能够在一定条件下，将氢气吸附或吸附并化学反应形成化合物的金属及其合金。
常见的金属储氢材料有镁、钛、锆等。
2. 有机储氢材料
有机储氢材料是指能够通过吸附氢气来储存氢气的化合物，其主要成分为氨基酸、多孔有机聚合物等。
3. 化合物储氢材料
化合物储氢材料是指由金属、非金属等基础成分组成的化合物，能够在一定条件下储氢，如氢化物、氮化物、碳化物等。
4. 碳材料
碳材料是指以碳为主体的材料，如石墨、碳纤维等，能够通过吸附、物理吸附、化学吸附等方式储氢。
总之，高中化学常见的储氢材料有金属储氢材料、有机储氢材料、化合物储氢材料和碳材料等。
对于不同的应用场景和要求，选择合适的储氢材料非常重要。
- 1 -。
贮氢材料的储氢原理及应用1. 储氢原理•贮氢材料是一种能够吸收和储存氢气的材料。
•储氢原理通过物理吸附和化学吸附两种方式实现。
1.1 物理吸附•物理吸附是指氢气通过静电作用力吸附在贮氢材料的表面。
•贮氢材料通常具有高表面积和微孔结构，增加氢气吸附的表面积和储存容量。
•常见的物理吸附储氢材料有活性炭、金属有机框架材料（MOFs）等。
1.2 化学吸附•化学吸附是指氢气与贮氢材料发生化学反应形成稳定的化合物。
•此类贮氢材料能在相对较低温度下吸附氢气并释放出来。
•常见的化学吸附储氢材料有金属氢化物、金属储氢合金等。
2. 贮氢材料的应用•贮氢材料的储氢能力决定了其在氢能源领域的应用前景。
2.1 氢能源储存与运输•氢能源储存与运输是贮氢材料最常见的应用领域之一。
•贮氢材料能够将氢气储存并便于运输，实现氢能源的大规模应用。
•在氢燃料电池车辆中，贮氢材料用于储存和释放氢气，提供动力供给。
2.2 金属加氢材料•金属加氢材料是一种通过吸氢反应将氢气储存在金属中的贮氢材料。
•这种材料通常用于氢气存储和氢气传递领域。
•可通过加氢反应将金属储氢材料中的氢气释放出来，用于氢气供应。
2.3 高纯度氢气产生•贮氢材料还可应用于高纯度氢气的产生。
•通过氢气吸附在贮氢材料上，可以避免杂质进入，从而获得高纯度的氢气。
2.4 氢气传感器•贮氢材料在氢气传感器中起到吸附和释放氢气的作用。
•通过测量贮氢材料的吸附和释放效果，可以判断空气中氢气的浓度。
总结贮氢材料作为一种能够吸附和储存氢气的材料，具有重要的应用潜力。
通过物理吸附和化学吸附两种方式，贮氢材料可以实现氢气的储存和释放。
在氢能源储存与运输、金属加氢材料、高纯度氢气产生和氢气传感器等领域都有广泛的应用。
随着氢能源技术的不断发展，贮氢材料的研究和应用将会进一步推动氢能源的发展。
储氢材料有哪些
储氢材料是指能够吸附、吸收或储存氢气的材料。
随着氢能源的发展，储氢材
料的研究和开发变得越来越重要。
目前，主要的储氢材料包括金属氢化物、碳基材料、化合物材料等。
这些材料在储氢过程中具有不同的特性和应用。
金属氢化物是一类重要的储氢材料，它们可以通过吸附氢气来实现储氢。
金属
氢化物的储氢能力主要取决于金属和氢原子之间的化学键强度。
常见的金属氢化物包括镁、钛、锆等金属的氢化物。
这些材料在储氢过程中能够释放出大量的能量，因此被广泛应用于氢能源领域。
碳基材料也是重要的储氢材料之一。
碳材料具有较大的比表面积和丰富的微孔
结构，能够有效地吸附氢气。
常见的碳基储氢材料包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
这些材料具有良好的化学稳定性和储氢性能，因此被广泛应用于氢能源的储氢系统中。
除了金属氢化物和碳基材料，化合物材料也是重要的储氢材料之一。
化合物材
料通常由金属、非金属元素组成，具有较高的储氢容量和储氢速率。
常见的化合物储氢材料包括金属有机框架材料、过渡金属硼化物、氨硼烷等。
这些材料在储氢过程中能够实现高密度的氢储存，因此被广泛应用于氢能源的储氢系统和储氢车辆中。
总的来说，储氢材料的研究和开发对于推动氢能源的发展具有重要意义。
不同
类型的储氢材料具有不同的特性和应用，可以根据具体的需求选择合适的材料。
随着科技的不断进步，相信未来会有更多高效、安全、经济的储氢材料出现，为氢能源的发展注入新的动力。
课程名称：先进材料综合实验 指导老师： 成绩：_____________实验名称： 储氢材料 实验类型： 技术实验 同组学生姓名：__________一、实验目的和要求 二、实验内容和原理三、主要实验仪器设备 四、操作方法与实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析七、讨论、心得一、实验目的1.了解储氢材料的基本理论及实验方法；2.掌握储氢材料的设计、制备技术及吸放氢性能测试方法；3.增强对材料的成分、结构和储氢性能之间关系的认识。
二、实验原理储氢材料：名义上是一种能有效储存氢的材料，实际上它必须是能在适当的温度、压力条件下进行可逆吸放氢的材料，其主要应用于染料电池和镍氢电池中。
特点: 1.容易活化，单位质量和体积储氢量大（电化学储氢容量高）；2.吸放氢速度快，氢扩散速度大，可逆性好；3.有较平坦和较宽的平衡平台压区，平衡分解压适中。
做气态储氢材料应用时，室温附近的分解压应为>0.1MPa ，做电池材料应用时以10-3——10-1MPa 为宜；4.吸收、分解过程中的平衡氢压差，即滞后要小；5.氢化物生成焓，作为储氢材料或电池材料时应该小，做蓄热材料时则应该大；6.寿命长，能保持性能稳定，作为电池材料时能耐碱液腐蚀；7.有效导热率大、电催化活性高；8.价格低廉，不污染环境，容易制造。
分类: 目前研究较多的传统材料体系主要有以下几种类型：AB 5型稀土系材料，非AB 5型稀土系材料，AB 2型Laves 相材料，AB 型钛系材料，Mg 基材料和V 基固溶体型材料；另外，还包括近年来研究非常热门的金属或非金属的配位氢化物储氢材料：如Al 基配位氢化物、B 基配位氢化物和氨基氢化物。
储氢材料的储氢机理：1. 气-固储氢反应机理在一定的温度和压力条件下，储氢材料和H 2通过气-固反应生成含氢固溶体和氢化物相。
其吸、放氢反应可表示为：o222H MH x y H MH x y y x ∆+-⇔+-式中MH x 为含氢固溶体相（α相），MH y 为氢化物相（β相），∆H o表示氢化物生成焓或氢化反应热。
一般吸放氢反应为可逆反应，吸氢过程是放热反应，∆H o <0，而放氢过程则是吸热反应，即∆H o >0。
材料科学与工程学系 实验报告不论是吸氢还是放氢反应，都与系统温度、压力及合金成分有关。
根据Gibbs相律，温度一定时反应应由一定的平衡压力。
储氢材料——氢气平衡压力图可由压力（P）——浓度（C)等温线，即P-C-T 曲线表示，如图1所示。
气-固反应吸氢过程主要由以下3个步骤组成：1. 氢的表面吸附和分解：氢分子在合金表面解离成为活性氢原子，该活性氢原子被储氢合金表面吸附并进一步形成化学吸附。
该过程的速度取决于储氢材料表面的催化活性。
2. 氢的扩散：氢被吸附越过固气界面后，在储氢合金中进一步扩散并形成氢的固溶体相（α相）。
该过程的速度受合金颗粒表面钝化膜的厚度及致密性、储氢合金的颗粒尺寸和氢在合金和氢化物的扩散系数等条件制约。
3. α<=>β相变：当储氢合金表面氢浓度Cα升至高于与α相平衡的β相氢浓度Cβ时（即Cα>Cβ)，在过饱和度（Cα-Cβ）的作用下，α相开始逐渐转变为β相，并不断吸氢。
该过程的速度主要受β相的形核与生长速度制约。
三、实验设备储氢材料的制备技术包括：高频感应熔炼法、电弧熔炼法、熔体急冷法、气体雾化法、机械合金化法（ＭＡ，ＭＧ和ＭＭ）、还原扩散法、粉末烧结法等。
1. 感应熔炼法通过高频电流流经水冷铜线圈后，由于电磁感应使金属炉料内产生感应电流，感应电流在金属炉料中流动时产生热量，使金属炉料加热和熔化。
制备过程中一般在惰性气氛中进行。
加热方式多采用高频感应，该法由于电磁感应的搅拌作用，熔液顺磁力线方向不断翻滚，使熔体得到充分混合而均匀地熔化，易于得到均质合金。
感应熔炼合金的制备工艺见图2所示：2. 机械合金化法机械合金化（MA）或称机械球磨（MM）制备合金粉末的高新技术，它是在高能球磨的条件下，利用金属粉末混合物的反复变形、断裂、焊和、原子间相互扩散或发生固态反应形成合金粉末。
原理：机械合金化法是利用具有较大动能的磨球，将不同粉末重复的挤压变形，经断裂、焊合，再挤压变形成中间复合体。
这种复合体在机械力的不断作用下，不断的产生新生原子面，并使形成层状结构不断细化，从而缩短了固态粒子间的相互扩散距离，加速合金化过程。
机械合金化的球磨机主要有振动式、搅拌式、行星式和水平滚筒式。
图3为行星式球磨机：机械合金化技术主要被应用于三个领域：（1）合金化两种或三种金属或合金来形成新的合金相；（2）使金属间化合物或元素材料失稳形成亚稳的非金相；（3）激活两种或多种物质之间的化学反应（又称机械化学反应）。
四、实验步骤和测试装置题目：LaNi4.8Al0.2储氢材料的吸放氢动力学性能测试1. 材料成分设计和制备方法实验用的LaNi4.8Al0.2铸态合金由金属La块、Ni块和Ai块按照合金的设计成分比例（La：Ni：Al=1:4.8:0.2）在中频感应熔炼炉中熔炼，实验中储氢合金所用金属原材料的纯度均在95wt%以上，按照合金的设计成分配料，并采用磁悬浮熔炼所需合金。
为了保证合金成分的均匀性，合金需反复翻转熔炼3次。
最后熔就的合金经砂纸打磨表面氧化皮后待用。
将熔炼所得的合金经砂纸打磨去除表面氧化皮并机械粉碎至100um后，称量粉末试样约2.5克装入不锈钢反应器。
2. 材料测试方法采用Sieverts法（恒容——压差法）测试材料储氢性能。
反应容器为不锈钢薄壁管。
反应温度由Al-708型精密温度控制仪控制，温度控制范围为0~1000℃，控制精度为 0.2℃。
反应器由SG2-15-10型电阻炉加热，热电偶置于反应器内部，紧贴反应器内壁。
排空操作使用2X-30A型旋片式真空泵抽真空。
所用氢气纯度为：99.9999%。
(a)吸氢动力学测试：在充有高纯氩气的手套箱里从球磨罐中取出样品，精确称量1.987g样品粉末，然后将样品装入反应器中并密封，再连接到测试装置上进行抽真空并加热。
待反应器内温度升高至设定温度后恒温0.5h。
再向氢库内充氢至某一初始压力（5Mpa），然后打开反应器与氢库之间的阀门，迅速记录系统压力随时间的变化。
最后根据理想气体状态方程计算吸氢量随时间的变化，并作出吸氢动力学曲线。
每次样品测试前必须先进行检漏，确保测试装置的密封可靠性。
(b)放氢动力学测试：进行材料的放氢动力学测试前，先使试样吸氢饱和，然后在高于放氢平衡压力的某压力条件下关闭反应器阀门。
将外部氢库抽至真空，再把反应器加热至所需测试温度恒温0.5h，之后打开反应器与氢库之间的阀门，并由压力传感器记录排除氢气的压力变化值，再进一步通过氢气的压力变化计算出体系的放氢量。
根据放氢量与时间的关系，做出试样对真空放氢的动力学曲线。
五、实验结果与分析反应样品质量m为1.987g。
(a)合金的吸氢动力学曲线，如图4所示：反应温度恒定为52℃，吸氢所处的恒容体积V为110ml。
(b)合金的放氢动力学曲线，如图5所示：反应温度恒定为52℃，放氢处恒容体积V为980ml。
(c)合金前5min的平均放氢速率变化曲线，如图6所示：分析：由图4可以看出，在该实验条件下LaNi4.8Al0.2合金的最大吸氢容量为1.10wt%，前2.5s 吸氢容量随时间快速上升，之后变化速率急剧下降，吸氢容量渐渐饱和，随时间微增，但变化不大。
由图5可以看出，在该实验条件下LaNi4.8Al0.2合金的最大放氢容量为1.22wt%，前1.5s放氢量随时间变化迅速增加，之后速率略微下降，但仍未至饱和，至9s后放氢量仍呈上升趋势，并未至饱和。
由图7可以看出LaNi4.8Al0.2合金在前1min的平均吸氢速率下降极快，最大约为0.5wt%/min然后又逐步略缓慢下降，在4min时约为0.25wt%/min。
六、思考题1. 什么是储氢材料，储氢材料的主要特点是什么？答：储氢材料名义上是一种能有效储存氢的材料，实际上它必须是能在适当的温度、压力条件下进行可逆吸放氢的材料，其主要应用于染料电池和镍氢电池中。
特点：1、容易活化，单位质量和体积储氢量大（电化学储氢容量高）；2、吸放氢速度快，氢扩散速度大，可逆性好；3、有较平坦和较宽的平衡平台压区，平衡分解压适中。
做气态储氢材料应用时，室温附近的分解压应为>0.1MPa，做电池材料应用时以10-3——10-1MPa为宜；4、吸收、分解过程中的平衡氢压差，即滞后要小；5、作储氢材料或电池材料时，氢化物生成焓应该小；作蓄热材料时则应该大；6、寿命长，能保持性能稳定，作为电池材料时能耐碱液腐蚀；7、有效导热率大、电催化活性高；8、价格低廉，不污染环境，容易制造。
2. 影响储氢材料的机械合金化制备技术的主要工艺因素有哪些？答：影响机械合金化过程的主要工艺因素有五个：装球量、球料比、添加剂、转速和球径，这五个因素发生变化时，粉末的变形及合金化过程也发生变化。
因此，适当控制这些参数可以改变相变产物以及合金化速度。
3. 在材料吸放氢性能测量过程中，实验误差的主要来源是哪些因素？答：实验误差的主要来源是测试装置的密封可靠性，温度控制以及操作失误等。
