[课外阅读]神奇的储氢合金
- 格式:docx
- 大小:16.72 KB
- 文档页数:2
储氢合金的储氢原理储氢合金是一种能够吸收和释放氢气的材料,它在储氢技术领域具有重要的应用价值。
储氢合金的储氢原理是指其通过物理或化学方式将氢气吸附或吸收到其晶格中,从而实现氢气的储存和释放。
储氢合金的储氢原理涉及到多种物理和化学过程,下面将对其进行详细介绍。
首先,储氢合金的储氢原理可以通过物理吸附来实现。
物理吸附是指氢气分子在储氢合金表面吸附,形成氢气分子层的过程。
在这个过程中,氢气分子与储氢合金表面之间存在范德华力吸引作用,使得氢气分子被吸附到储氢合金表面上。
这种物理吸附的储氢方式具有吸附速度快、吸附温度低的特点,但是在一定温度和压力下,氢气分子容易脱附,释放出来。
其次,储氢合金的储氢原理还可以通过化学吸附来实现。
化学吸附是指氢气分子在储氢合金内部发生化学反应,被吸附到储氢合金晶格中的过程。
在这个过程中,氢气分子与储氢合金表面发生化学键的形成,使得氢气分子被牢固地储存在储氢合金内部。
这种化学吸附的储氢方式具有吸附稳定、储氢密度高的特点,但是吸附速度相对较慢。
此外,储氢合金的储氢原理还可以通过固溶吸氢来实现。
固溶吸氢是指氢气分子在储氢合金内部与晶格中的金属原子形成固溶体的过程。
在这个过程中,氢气分子与储氢合金内部的金属原子发生化学反应,形成固溶体,使得氢气分子被储存在储氢合金内部。
这种固溶吸氢的储氢方式具有储氢密度高、吸附稳定的特点,但是吸附速度相对较慢。
综上所述,储氢合金的储氢原理涉及到物理吸附、化学吸附和固溶吸氢等多种储氢方式。
不同的储氢方式具有各自的特点和适用范围,可以根据实际需求选择合适的储氢合金材料和储氢方式。
随着科学技术的不断发展,储氢合金的储氢原理将会得到进一步的深入研究和应用,为氢能源的发展和利用提供更加可靠和高效的储氢解决方案。
储氢合金储氢量
储氢合金是一种能够吸收和释放氢气的材料,被广泛应用于氢能源领域。
其储氢量是衡量其性能的重要指标之一。
储氢合金的储氢量取决于其晶体结构、化学成分、温度和压力等因素。
首先,储氢合金的晶体结构对储氢量有着重要影响。
一般来说,具有更大孔隙结构的晶体结构会有更高的储氢量。
这是因为更大的孔隙可以容纳更多的氢气分子,从而提高储氢效率。
其次,化学成分也是影响储氢量的重要因素。
不同的合金成分会对储氢性能产生显著影响。
例如,一些过渡金属合金能够形成氢化物,从而增加储氢量。
同时,添加催化剂等元素也能够提高储氢合金的储氢性能。
此外,温度和压力也是影响储氢量的重要因素。
一般来说,较低的温度和较高的压力有利于提高储氢合金的储氢量。
这是因为低温和高压能够促进氢气与储氢合金之间的吸附和脱附过程。
因此,要提高储氢合金的储氢量,可以通过优化合金的晶体结构和化学成分,以及控制温度和压力等手段来实现。
【试卷题目】
1.什么是储氢合金?
2.影响储氢合金储氢量的因素有哪些?
3.如何提高储氢合金的储氢量?。
储氢合金的吸氢原理
储氢合金是一种具有高储氢密度的材料,可以被用于氢能源的储存和运输。
它的吸氢原理是基于其晶格结构和化学成分。
一般来说,储氢合金可以分为两类:基于金属的合金和基于非金属的合金。
基于金属的储氢合金是由一种或多种金属元素组成的合金。
这种合金的氢储存能力主要是基于其金属原子之间的相互作用和晶格结
构的改变。
当氢分子接触到金属表面时,它们会被吸附并进入金属晶格中,产生一种金属-氢化物的化学键。
这种化学键能够稳定地储存氢分子,并在需要时释放出来。
基于非金属的储氢合金则是由非金属元素和金属元素组成的合金。
这种合金的氢储存能力主要是基于非金属原子之间的相互作用和亲和力。
例如,一些碳纳米管和石墨烯等非金属材料可以被用作储氢材料,因为它们的表面可以吸附氢分子并形成一种物理吸附的结构。
总体来说,储氢合金的吸氢原理是基于材料的化学成分和晶格结构。
通过设计和优化合金的结构和成分,可以提高其储氢能力,促进氢能源的应用和开发。
- 1 -。
储氢合金的名词解释储氢合金是一种用于储存和释放氢气的材料。
它是由一种或多种金属与氢气相结合形成的金属-氢的固体溶液。
储氢合金是一项重要的能源储存技术,能够解决氢气作为一种清洁能源的储存和运输问题,被广泛应用于氢能源行业、航空航天领域和可再生能源等领域。
1. 储氢合金的基本原理储氢合金的基本原理是利用金属与氢气之间的物理和化学相互作用来实现氢气的储存和释放。
在储氢合金中,金属作为吸附剂,扮演着吸附和储存氢气的角色。
当储氢合金暴露在氢气环境中时,氢气会进入金属晶格并与金属原子相结合,形成金属-氢化物化合物。
当需要释放氢气时,通过改变温度、压力或其他条件,可以使金属-氢化物化合物分解,释放出储存的氢气。
2. 储氢合金的优势储氢合金在能源储存领域具有很多优势。
首先,与传统的气体或液态氢储存方式相比,储氢合金可以以更高的体积和质量比存储更多的氢气。
其次,储氢合金具有较高的储氢容量和储氢速率,能够满足高强度和长时间的氢气需求。
此外,储氢合金具有良好的循环稳定性和循环寿命,能够多次重复吸附和释放氢气而不损失性能。
最重要的是,储氢合金是一种可再生的储氢材料,可以通过简单的处理方法,如升温、降压等,使其重新恢复吸附氢气能力。
3. 储氢合金的应用领域储氢合金在多个领域都有广泛的应用。
在氢能源领域,储氢合金被用作储存和释放氢气的媒介,为氢燃料电池、氢气发动机等提供持续稳定的氢气供应。
在航空航天领域,储氢合金被应用于火箭推进系统和宇航器动力系统,可以提供高能量密度和高可靠性的氢气储存解决方案。
在可再生能源领域,储氢合金可以将太阳能和风能等不稳定的可再生能源转化为可储存和可输送的氢气,提供可靠的能源供应。
4. 储氢合金的挑战与发展方向储氢合金作为一种新兴的能源储存技术,目前还存在一些挑战。
首先,储氢合金的设计与制备需要更深入的研究和优化,以获得更高的储氢容量和释氢速率。
其次,储氢合金的储氢和释氢过程中可能伴随着金属的结构变化和疲劳损伤,影响储氢合金的循环稳定性和使用寿命。
储氢合金的储氢原理
储氢合金是一种可以吸收和释放氢气的材料,它在储氢领域有着广泛的应用前景。
储氢合金的储氢原理是指其通过物理或化学方式将氢气吸附或嵌入到其晶格结构中,并在需要时释放氢气。
储氢合金的储氢原理主要包括吸附储氢和金属氢化物储氢两种方式。
首先,吸附储氢是指储氢合金通过物理吸附的方式将氢气吸附到其表面或孔隙中。
在吸附储氢过程中,氢气分子通过物理吸附力与储氢合金表面相互作用,形成氢气分子层,从而实现氢气的储存。
吸附储氢是一种相对简单的储氢方式,其特点是吸附速度快、反应温度低、操作简单,但吸附量相对较小,储氢密度低。
其次,金属氢化物储氢是指储氢合金通过化学反应将氢气嵌入到其晶格结构中
形成金属氢化物。
金属氢化物储氢是一种相对复杂的储氢方式,其特点是储氢量大、储氢密度高,但储氢和释放氢气的反应速度较慢,需要一定的温度和压力条件。
金属氢化物储氢是目前储氢合金应用较为广泛的一种方式,其在储氢汽车、储能等领域有着重要的应用价值。
储氢合金的储氢原理是储氢技术发展的关键,其性能和储氢效率直接影响着储
氢合金的应用性能和经济性。
目前,研究人员通过合金设计、晶体结构调控、催化剂掺杂等手段不断优化储氢合金的储氢原理,提高其储氢量、储氢速度和循环稳定性,为储氢合金的应用拓展和推广提供了重要的技术支撑。
总的来说,储氢合金的储氢原理是多种物理和化学过程的综合作用,其通过吸
附储氢和金属氢化物储氢两种方式实现氢气的储存和释放。
随着储氢技术的不断发展和完善,储氢合金作为一种重要的储氢材料将在清洁能源、新能源汽车等领域发挥越来越重要的作用。
新型的储氢方法:储氢合金传统储氢方法有两种:一种方法是利用高压钢瓶(氢气瓶)来储存氢气,但钢瓶储存氢气的容积小,瓶里的氢气即使加压到150个大气压,所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1%,而且还有爆炸的危险;另一种方法是储存液态氢,将气态氢降温到-253 0C变为液体进行储存,但液体储存箱非常庞大,需要极好的绝热装置来隔热,才能防止液态氢不会沸腾汽化。
近年来,一种新型简便的储氢方法应运而生,即利用储氢合金(金属氢化物)来储存氢气。
研究证明,某些金属具有很强的捕捉氢的能力,在一定的温度和压力条件下,这些金属能够大量“吸收”氢气,反应生成金属氢化物,同时放出热量。
其后,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来。
这些会“吸收”氢气的金属,称为储氢合金。
储氢合金的储氢能力很强。
单位体积储氢的密度,是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍,也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。
目前研究发展中的储氢合金,主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。
储氢合金还可以用于提纯和回收氢气,它可将氢气提纯到很高的纯度。
例如,采用储氢合金,可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。
储氢合金是一种能在晶体的空隙中大量储存氢原子的合金材料。
这种合金具有可逆吸放氢的神奇性质。
它可以存储相当于合金自身体积上千倍的氢气,其吸氢密度超过液态氢和固态氢密度,即轻便又安全,显示出无比的优越性。
具有实用价值的储氢合金必须具备以下基本性能:1、储氢量大;2、容易活化;3、离解压力适中;4、在室温下吸放氢反应速度快;5、成本低寿命长。
储氢合金的飞速发展,给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。
在工业领域独领风骚一个世纪的内燃机,很快就要面对以氢为能源的燃料电池的挑战。
对现有的内燃机做适当的改动后,就能在内燃机中使用氢来代替汽油作燃料。
近年来,国际车坛出现氢能汽车开发热,世界四大汽车公司――美国的福特、德国的戴姆勒-奔驰、美国的通用和日本的丰田,都在加快研制氢能汽车的步伐。
储氢合金的储氢原理
储氢合金(Hydrogen Storage Alloys)是指一类能够将氢气吸附、储存和释放的合金材料,通常由过渡金属和其他元素组成。
这些合金的储氢原理基于氢气与合金表面之间的相互作用力。
储氢合金的储氢原理主要有物理吸附和化学吸附两种机制。
物理吸附是指氢气分子与储氢合金表面的范德华力相互作用,使氢气被吸附在合金表面上。
这种吸附方式不涉及化学反应,只是通过氢气分子与合金表面之间的相互作用力进行吸附和释放。
物理吸附可以在相对较低的温度和压力下进行,但吸附量较小,储氢能力有限。
化学吸附是指氢气与储氢合金发生化学反应,形成化合物的方式来储存氢气。
在合金内部,氢气分子与过渡金属之间发生化学键形成金属氢化物。
这种化学吸附方式具有较高的储氢量和储氢能力,可以实现高密度储氢,但需要较高的温度和压力来实现吸附和释放。
除了物理吸附和化学吸附之外,储氢合金还可以通过氢解和再合成的过程来储存和释放氢气。
氢解是指将金属氢化物加热至一定温度,使金属氢化物分解为金属和氢气。
再合成则是将金属和氢气重新反应生成金属氢化物。
这种方式可以实现循环使用储氢合金,但对温度和压力有一定的要求。
总的来说,储氢合金的储氢原理是通过物理或化学吸附氢气分子,将其储存在合金内部或表面,以实现氢气的吸附、储存和
释放。
不同的储氢合金拥有不同的储氢能力和工作条件,可以根据具体需求选择合适的材料和储氢方式。
储氢合金的主要应用储氢合金的主要应用储氢合金是指以合金形式存在的一类具有良好储氢性能的金属材料,它以某些金属组份的混合物的形式存在,并具有高结构稳定性、抗氢脆性、较好的可焊性能等特点。
由于其优异的物理性能,储氢合金已经成为应用于氢能发电、氢气贮存及储氢系统中不可或缺的重要材料。
一、电动汽车电动汽车是近几年来新兴的绿色出行方式,按照动力源的不同分为汽油电动车、电动电池车和储氢电动车。
目前,储氢电动车随着氢能科技的发展,已经成为电动汽车技术的重要路径。
储氢电动车的发展必然要求储氢系统的安全可靠,因此,需要用到高能量密度、高结构稳定性和高抗氢脆性的储氢合金材料。
储氢合金能够满足电动汽车储氢系统对重量轻、体积小、成本低和安全可靠的要求,从而推动储氢电动车产业的发展。
二、氢能发电氢通常以储氢合金的形式存储,并用于氢能发电。
储氢合金的发展,使氢能发电的成本大大降低,从而促进氢能发电行业的发展。
目前,美国、日本和德国等国家的政府都在大力支持氢能发电技术的发展。
储氢合金不仅拥有良好的高能量密度和高结构稳定性,而且能够有效减少H2气体的泄漏,为氢能发电安全可靠提供了有力保障。
三、氢气贮存氢气贮存技术是一种在现有基础设施上发展的新型技术,主要使用储氢合金对氢气在日常贮存、运输和使用中实现有效调度,主要用于供应型和消耗型的氢气需求。
由于储氢合金具有良好的抗氢脆性能和高热稳定性,所以在氢气贮存系统中具有重要的地位。
储氢合金的应用使氢气贮存系统的技术发展有了质的飞跃,从而推动氢气贮存系统的应用。
四、其他应用除了上述应用外,储氢合金还可用于燃料电池、汽车发动机、航空发动机、航天火箭发动机等,这些应用领域也正在迅速发展。
总之,储氢合金是一种具有多种特性的金属材料,具有良好的高能量密度、高结构稳定性和高抗氢脆性等优异品质,经过多年的发展,储氢合金已经成为应用于氢能发电、氢气贮存和储氢系统中不可或缺的重要材料,为氢能技术的发展提供了有力的支撑。
储氢合金的储氢原理
储氢合金的储氢原理在于金属(M)与氢生成金属氢化物(MHx) :M + xH2 → MHx + H(生成热)。
金属与氢的反应,是一个可逆过程。
正向反应,吸氢、放热;逆向反应,释氢、吸热。
改变温度与压力条件可使反应按正向、逆向反复进行,实现材料的吸释氢功能。
具体来说,在一定温度和压力下,许多金属、合金或金属间化合物与氢能生成金属氢化物。
反应过程一般是在吸收少量的氢时,金属、合金或金属间化合物的结构不变,当氢含量提高到一定量时氢与金属、合金或金属间化合物化合生成金属氢化物,如果氢压高,可以形成过饱和氢化物。
金属、合金或金属间化合物与氢的反应是可逆过程,改变温度和压力条件可以使金属氢化物释放出氢。
储氢材料表面由于氧化膜及吸附其他气体分子,初次使用一般几乎无吸氢能力,或者需经历较长时间。
通常要进行活化处理,其工艺是在高真空中加热到3000℃后,通以高纯氢,如此反复数次破坏表面氧化膜并被净化,而获得良好的反应活性。
储氢合金的储氢原理
储氢合金是一种特殊的材料,可以吸收、存储和释放氢气。
其储氢原理基于物理吸附和化学吸附两个主要机制。
物理吸附是指氢气分子在储氢合金材料的表面上通过范德华力与吸附位点相互作用。
这种吸附是可逆的,氢气在较低温度和较高压力下被储存,并且在相同条件下释放。
物理吸附的储氢容量取决于合金材料的孔隙结构和表面积,以及温度和压力。
化学吸附是指氢气分子与储氢合金材料中的金属原子发生化学键形成化合物,从而实现氢气的储存。
与物理吸附不同,化学吸附是不可逆的,需要高温和较高压力才能释放储存的氢气。
化学吸附的储氢容量取决于合金材料中金属原子的活性和可储存氢气的化学键的数量。
储氢合金的设计和制备需要考虑上述储氢原理。
合金材料的选择应基于其具有高表面积和适当的孔隙结构,以达到较高的物理吸附储氢容量。
同时,合金中的金属原子需要具有良好的催化活性和与氢气反应形成化合物的能力,以实现较高的化学吸附储氢容量。
综上所述,储氢合金的储氢原理主要通过物理吸附和化学吸附两种机制实现。
物理吸附是可逆的,而化学吸附是不可逆的,两种机制共同作用可提供高效的氢气储存和释放。
这为氢能源的应用提供了一种可行的储氢技术。
储氢合金的分类与基本性能储氢合金按组成元素的主要种类分为: 稀土系、钛系、锆系、镁系四大类,按主要组成元素的原子比分为:AB5 型、AB2 型、AB 型、A2B 型, 另外也可按晶态与非晶态, 粉末与薄膜进行分类。
储氢合金基本特征:二元储氢合金(或金属间化合物) 基本上是在1970 年前后相继被发现的. 这些二元储氢合金可分为AB5 型(稀土系合金,如形成LaNi5H6 )、AB2 型(Laves 相合金,如形成ZrV2H4.8 ) 、AB 型(钛系合金,如形成TiFeH1.9) 和A2B 型(镁基合金,如形成Mg2NiH4) .其中A 为氢化物稳定性元素(发热型金属) ,B 为氢化物不稳定性元素(吸热型金属) ,A 原子半径大于B 原子半径. 氢在金属和合金中比液态氢的密度高,氢能够在相对温和的条件下可逆吸放,并且伴随热的释放与吸收. 实验检测和模拟计算证明,氢主要以原子形式存在,部分带有负电荷。
1稀土系储氢合金稀土系储氢合金以LaNi5 为代表, 可用通式AB5 表示, 具有CaCu5 型六方结构。
性能:较高的吸氢能力(储氢量高达1.37 重量% ) ,较易活化,对杂质不敏感以及吸脱氢不需高温高压(当释放温度高于40℃时放氢就很迅速) 等优良特性。
应用领域:是热泵、电池、空调器等应用中的理想候选材料,有很大的应用潜力。
影响元素、改进性能的研究方法:合金吸氢后晶胞体积膨胀较大, 易粉化, 比表面随之增大, 从而增大合金氧化的机会, 使合金过早失去吸放氢能力。
这就使氢镍电池中储氢容量衰减快, 而且价格昂贵。
由于纯稀土金属价格昂贵不能满足工业生产的大量需求, 为了降低成本, 人们利用混合稀土(Mm: La、Ce、Nd、Pr)、Ca、Ti 等置换LaNi5 中的部分La, 以Co、A l、M n、Fe、Cr、Cu、Si、Sn 等置换Ni 以改善性能, 开发出多元混合稀土储氢合金。
混合稀土储氢合金材料有富铈的和富镧的, 其优点是资源丰富, 成本较低。
储氢合金的储氢原理储氢合金是一种能够吸收和释放氢气的特殊材料,它在储氢技术领域具有重要的应用价值。
储氢合金通过吸收氢气来实现能源的储存和传输,是一种潜在的清洁能源解决方案。
储氢合金的储氢原理涉及到材料的结构和化学性质,下面将对其进行详细解析。
首先,储氢合金的储氢原理基于其特殊的晶体结构和化学成分。
通常,储氢合金由过渡金属和稀土金属组成,这些金属具有较高的氢化反应活性。
当氢气接触到储氢合金表面时,会发生吸附和扩散,氢原子会进入储氢合金的晶格中并与金属原子形成氢化物。
这一过程是一个放热反应,因此会释放出大量热量。
其次,储氢合金的储氢原理还涉及到氢气的吸附和扩散过程。
储氢合金具有大量的微孔和孔道结构,这些结构能够提供更多的吸附位点,从而增加氢气的吸附量。
同时,储氢合金的晶格结构也会影响氢气的扩散速率,一些储氢合金具有较大的晶格间隙,可以促进氢原子的扩散,提高储氢效率。
此外,储氢合金的储氢原理还与温度和压力有关。
一般来说,较高的温度和压力有利于氢气的吸附和扩散,因此可以提高储氢合金的储氢容量。
然而,过高的温度和压力也会导致储氢合金的稳定性下降,甚至引发安全隐患,因此在实际应用中需要进行适当的控制。
总的来说,储氢合金的储氢原理是一个复杂的过程,涉及到材料的结构、化学成分、氢气的吸附和扩散等多个方面。
通过深入研究储氢合金的储氢原理,可以为其在储能、氢能源等领域的应用提供理论支持和技术指导。
未来,随着科学技术的不断发展,相信储氢合金将会在清洁能源领域发挥越来越重要的作用。
在实际应用中,需要充分考虑储氢合金的储氢原理,合理设计材料结构和化学成分,优化工艺参数,以实现高效的储氢和释氢过程。
同时,也需要加强对储氢合金的安全性和稳定性研究,确保其在使用过程中不会出现安全隐患。
只有不断深入研究和实践,才能更好地发挥储氢合金在清洁能源领域的潜在优势,为人类社会的可持续发展做出贡献。
储氢合金的研究1 储氢材料的研究背景能源是人类社会生存和发展的重要物质基础,是现代文明的三大支柱之一。
目前,世界能源消耗还是以煤、石油、天然气之类的矿物能源为主,但进入二十世纪以来,一方面煤、石油、天然气等化石能源的日益枯竭使人类面临着能源危机的威胁,另一方面,化石能源所带来的环境污染给人类社会带来了诸如全球变暖、淡水资源减少、生物多样性减少、环境公害等诸多灾难,形成了一系列的恶性循环,严重制约了人类的发展,并且有愈演愈烈的趋势。
因此发展可再生的无污染的新能源迫在眉睫。
我国作为发展中大国,能源消耗巨大,能源利用率不高,能源结构也不合理。
2009年,中国风力发电量达到了25.8亿瓦,超过了德国的25.77亿瓦,仅次于美国35亿瓦;2020年,中国将投入足以实现年发电量150亿瓦的风力涡轮机,成为世界最大的风能生产国。
尽管在新能源领域有了大规模的增长,但风力发电量只占据中国电力消耗总量的1%。
为缓解和解决能源危机,科学家提出资源与能源最充分利用技术和环境最小负担技术。
新能源与新能源材料是两大技术的重要组成部分。
新能源的发展必须靠利用新的原理来发展新的能源系统,同时还必须靠新材料的开发与利用才能使新系统得以实现,并提高其利用效率,降低成本。
发展新能源材料是解决能源危机的根本途径。
新能源材料是指能实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术所需的关键材料,主要包括:储氢合金为代表的储氢材料,锂离子电池为代表的二次电池材料,质子交换膜电池为代表的燃料电池材料,硅半导体为代表的太阳能电池材料和以铀、氘、氚为代表的反应堆核能材料等。
而其中氢能由于其高效性和清洁性有望成为未来的理想能源,并成为各种能量形式之间转化的最优良载体。
其优点主要有:(1)氢是自然界中最普遍的元素,资源资源丰富,无穷无尽-不存在枯竭问题;(2)氢的可再生性可通过水的分解循环-永无止境;(3)氢的燃烧值高,高于所有化石燃料和生物质燃料,燃烧产物是水,可实现零排放,无污染,是最环保的能源;(4)氢的燃烧能以高效和可控的方式进行,且燃烧稳定性好,燃烧充分(5)氢气具有可储存性,这是与电、热最大的不同,且氢的储运方式较多,包括气体、液体、固体或化合物;(6)氢是安全能源氢的扩散能力很大,不具毒性及放射性氢能的使用主要包括氢气的制备,储存和能量转化,而氢气的储存是至关重要的一步。
[课外阅读]神奇的储氢合金
传统储氢方法有两种,一种方法是利用高压钢瓶(氢气瓶)来储存氢气,但钢瓶储存氢气的容积小,瓶里的氢气即使加压到150个大气压,所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1%,而且还有爆炸的危险;另一种方法是储存液态氢,将气态氢降温到-253 0c变为液体进行储存,但液体储存箱非常庞大,需要极好的绝热装置来隔热,才能防止液态氢不会沸腾汽化。
近年来,一种新型简便的储氢方法应运而生,即利用储氢合金(金属氢化物)来储存氢气。
研究证明,某些金属具有很强的捕捉氢的能力,在一定的温度和压力条件下,这些金属能够大量“吸收”氢气,反应生成金属氢化物,同时放出热量。
其后,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来。
这些会“吸收”氢气的金属,称为储氢合金。
储氢合金的储氢能力很强。
单位体积储氢的密度,是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍,也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。
目前研究发展中的储氢合金,主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。
储氢合金还可以用于提纯和回收氢气,它可将氢气提纯到很高的纯度。
例如,采用储氢合金,可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。
储氢合金电极储氢合金是一种能在晶体的空隙中大量储存氢原子的合金材料。
这种合金具有可逆吸放氢的神奇性质。
它可以存储相当于合金自身体积上千倍的氢气,其吸氢密度超过液态氢和固态氢密度,即轻便又安全,显示出无比的优越性。
具有实用价值的储氢合金必须具备以下基本性能:1、储氢量大;2、容易活化;3、离解压力适中;4、在室温下吸放氢反应速度快;5、成本低寿命长。
储氢合金的飞速发展,给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。
在工业领域独领风骚一个世纪的内燃机,很快就要面对以氢为能源的燃料电池的挑战。
对现有的内燃机做适当的改动后,就能在内燃机中使用氢来代替汽油作燃料。
近年来,国际车坛出现氢能汽车开发热,世界四大汽车公司――美国的福特、德国的戴姆勒-奔驰、美国的通用和日本的丰田,都在加快研制氢能汽车的步伐。
中国已研制成功了一种氢能汽车,它使用储氢材料90千克,可行驶40千米,时速超过50千米。
今后,不但汽车会采用燃料电池,飞机、舰艇、宇宙飞船等运载工具也将使用燃料电池,作为其主要或辅助能源。
文章来源网络整理,请自行参考编辑使用。