先进储氢材料导论(朱敏)思维导图
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一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一的稳定的混第十一单元 盐 化肥常见的盐定义能解离出金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物氯化钠NaCl俗称食盐外观白色粉末,水溶液有咸味,溶解度受温度影响不大用途调味品防腐剂融雪剂农业上选种生理盐水碳酸钠Na ₂CO ₃俗称纯碱(水溶液呈碱性)苏打外观白色粉末状固体,易溶于水用途玻璃、造纸、纺织、洗涤、食品工业等碳酸氢钠NaHCO ₃俗称小苏打外观白色晶体,易溶于水用途制糕点所用的发酵粉医疗上治疗胃酸过多精盐提纯去除不溶性杂质,得到的精盐中还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质步骤和仪器溶解烧杯、玻璃棒玻璃棒加速溶解过滤铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒玻璃棒引流蒸发铁架台(带铁圈)、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒玻璃棒使液体受热均匀,防止液体飞溅盐的化学性质盐(可溶)+金属1→金属2+新盐(金属1比金属2活泼,K、Ca、Na除外)盐+酸→新盐+新酸(满足复分解反应的条件)盐+碱→新盐+新碱(反应物需都可溶,且满足复分解反应的条件)盐+盐→两种新盐(反应物需都可溶,且满足复分解反应的条件)复分解反应的条件:当两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或有气体或有水生成时,复分解反应才可以发生酸、碱、盐的溶解性酸大多数都可溶(除硅酸H ₂SiO ₃不溶)碱只有氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和氢氧化钙可溶于水,其余均为沉淀盐钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐都可溶硫酸盐除BaSO ₄难溶,Ag ₂SO ₄,CaSO ₄微溶外,其余多数可溶氯化物除AgCl难溶外,其余多数均可溶碳酸盐除碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵可溶,其余都难溶化学肥料农家肥料注:BaSO ₄、AgCl不溶于水,也不溶于酸营养元素含量少,肥效慢而持久、能改良土壤结构化学肥料氮肥作用促进植物茎、叶生长茂盛、叶色浓绿(促苗)缺氮叶黄常用氮肥铵态氮肥防晒防潮,且均不能与碱性物质(如草木灰、熟石灰等)混合施用NH ₄HCO ₃含N量17.7%易分解,施用时深埋NH ₄NO ₃含N量35%易爆,结块不可用铁锤砸(NH ₄)₂SO ₄含N量21.2%长期使用会使土壤酸化、板结NH ₄Cl含N量26.2%长期使用会使土壤酸化、板结CO(NH ₂)₂NH ₃·H ₂O含N量46.7%含氮量最高的氮肥(有机物)不稳定,易放出氨气加水稀释后施用钾肥作用促使作物生长健壮、茎杆粗硬,抗倒伏(壮秆)缺钾叶尖发黄常用钾肥KCl草木灰农村最常用钾肥(主要成分为K ₂CO ₃),呈碱性K ₂SO ₄长期使用会使土壤酸化、板结磷肥作用促进植物根系发达,穗粒增多,饱满(催果)缺磷生长迟缓,产量降低,根系不发达常用磷肥磷矿粉Ca ₃(PO ₄)₂钙镁磷肥(钙和镁的磷酸盐)复合肥含N、P、K中的两种或三种KNO ₃NH ₄H ₂PO ₄(NH ₄)₂HPO ₄不能与碱性物质混合施用使用化肥、农药对环境的影响土壤污染重金属元素、有毒有机物、放射性物质大气污染N ₂O,NH ₃,H ₂S,SO ₂引起水体污染N、P过多,导致水体富营养化,赤潮、水华等现象合理使用化肥根据土壤情况和农作物种类选择化肥农家肥和化肥合理搭配。
稀土信息 No.1 2024RARE EARTH INFORMATION271 稀土储氢材料概述 能源危机成为人类社会面临的共同问题,对氢能的开发和利用受到了公众的广泛关注。
储氢材料是指能够在适当的温度和压力下可逆地吸收和放出氢的材料。
稀土储氢材料凭借优良的动力学性能和稳定性,以及较高的储氢容量,成为储氢材料研发的关注重点。
目前,稀土储氢材料主要包括镍氢电池负极储氢材料和固态储氢材料两大类。
其中,镍氢电池负极储氢材料作为镍氢电池的关键材料之一,具有储氢能力强、放电性能稳定、寿命长等优点,其性能直接影响电池的循环寿命和性能稳定性。
开发具有更高容量的新型储氢合金是当前的研究重点。
2 固态储氢材料 固态储氢材料可分为两类,第一类是通过吸附作用,如分子筛、活性炭、碳纳米管、新型吸附剂等来吸附储氢,该类吸附材料可以掺杂稀土元素来提高性能;第二类是稀土固态储氢材料通过化学反应可以把氢气变成金属氢化物固体储存起来,储氢体积密度超过到液态氢密度,实现了常温、常压、安全储氢。
利用储氢材料的特性可做成稀土固态储氢装置。
储氢装置具有无机械部件、无噪声、低耗能的优势,用于加氢站和移动加氢站,推动氢能和燃料电池应用。
固态储氢装置就像一个大容量充电宝,可以把光伏、风电等不稳定的可再生能源高密度存储起来,既解决了风光发电波动性强、利用难的问题,也将稀土储氢材料技术应用方向及专利趋势刘思德 匡露 赵丽莎/文包头稀土研究院 横琴国际知识产权交易中心有限公司 图1 镍氢电池产品图2 固态储氢系统示范装置研 究R E S E A R C H稀土信息 No.1 2024RARE EARTH INFORMATION改变目前过度依赖煤炭、石油等化石能源制氢的现状,助力实现碳达峰碳中和目标。
3 主要技术应用方向及趋势 本文用于分析的专利数据来源于incoPat全球专利数据库,通过不同的关键字和分类号组合进行检索,数据公开(公告)时间截至 2022 年 7 月。