纳米多孔碳气凝胶的储氢性能_沈军
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基于纳米技术的储氢材料研究和应用随着能源消耗的加速和环保意识的抬头,储氢技术已经成为了重要的节能环保技术之一。
然而,当前还没有一种较为完美的储氢材料方式出现,需要通过科技创新来解决这一难题。
而基于纳米技术的储氢材料研究和应用便是最具安全、稳定性和储氢含量的新型材料,下文将介绍其特点和应用前景。
一、纳米技术储氢材料简介一般来说,储氢的材料大致可以分为三类:压缩氢气储存方法、液态储氢方法及固态储氢方法。
而纳米技术储氢材料便属于以固态储氢为主的一种新型材料方式。
它采用了纳米晶和多孔材料的优势,可以特别有效地储存和释放氢气,拥有更大的储氢密度。
因此,纳米技术储氢材料的出现,将会极大地改变当前的储氢体系,推动未来产业的创新。
二、纳米技术储氢材料的特点纳米技术储氢材料具有以下几个特点:1. 储氢量大与传统储氢方式相比,基于纳米技术的储氢材料储氢量较大,能够在相同体积和重量的情况下储存更多的氢气,为储氢技术的大规模应用打下了基础。
2. 更加安全其特殊的纳米结构可以有效地降低氢气释放的压力和温度,提升储氢材料的安全性。
而固态储氢还可以避免液化和压缩气体对储存设备的污染和腐蚀问题,减轻了储氢周期负载的难度。
3. 操作简便纳米技术储氢材料具有操作简单、使用方便的特点。
它可以使用相对简单和低成本的装置进行储氢,不需要过于复杂和昂贵的储氢设备。
这也为工业和民用储氢提供了更加便利和实用的选择。
三、纳米技术储氢材料的应用前景1. 汽车行业在当前汽车制造业中,探究替代燃料和减少尾气污染是一个长期的趋势。
而纳米技术储氢材料正是应用于这种新型能源的最有前景的储氢材料之一。
未来,用纳米技术储氢材料储制氢燃料的汽车的研究和应用,无疑将有力促进整个汽车行业技术的升级和发展。
2. 能源存储行业能源存储是保障能源稳定性和优化能源利用的重要方向。
而纳米技术储氢材料的出现,则可以为能源存储提供具有成本优势和储量优势的替代方案。
未来,纳米技术储氢材料应用于储能领域的探索和实践也必将得到广泛的开发和应用。
气凝胶的15个吉尼斯记录(原创版)目录1.气凝胶的概述2.气凝胶的吉尼斯记录种类3.气凝胶的特点4.气凝胶的应用领域5.气凝胶的未来发展前景正文气凝胶是一种新型的高科技材料,它具有低密度、高孔隙度、低热导率等优异性能,因此被广泛应用于各个领域。
气凝胶由于其独特的性质,已经创造了 15 个吉尼斯世界纪录,下面我们将详细介绍这些记录。
1.气凝胶的概述气凝胶是一种由纳米级颗粒组成的多孔材料,它具有良好的绝热性能、低热导率和低密度。
气凝胶的主要成分是硅、氧、碳等元素,它具有很高的孔隙度,可以达到 90% 以上。
2.气凝胶的吉尼斯记录种类气凝胶目前保持着 15 个吉尼斯世界纪录,包括以下记录:(1) 最轻的固体材料:气凝胶的密度非常低,最低可以达到 0.16mg/cm3,因此被认为是世界上最轻的固体材料。
(2) 最高的孔隙度:气凝胶的孔隙度可以达到 90% 以上,因此具有非常好的绝热性能。
(3) 最低的热导率:气凝胶的热导率非常低,可以低至 0.013 W/m·K,因此被广泛应用于绝热材料。
(4) 最长的使用寿命:气凝胶具有非常长的使用寿命,可以长达 20 年以上。
(5) 最高的吸附能力:气凝胶具有非常高的吸附能力,可以吸附大量的气体和液体。
3.气凝胶的特点气凝胶具有以下特点:(1) 低密度:气凝胶的密度非常低,可以低至 0.16 mg/cm3。
(2) 高孔隙度:气凝胶的孔隙度可以达到 90% 以上。
(3) 低热导率:气凝胶的热导率非常低,可以低至 0.013 W/m·K。
(4) 耐高温:气凝胶可以耐受高温,最高可以达到 1200℃。
(5) 耐腐蚀:气凝胶具有很好的耐腐蚀性能,可以抵抗各种化学物质的侵蚀。
4.气凝胶的应用领域气凝胶由于其优异的性能,被广泛应用于各个领域,包括:(1) 绝热材料:气凝胶具有非常好的绝热性能,因此被广泛应用于建筑、家电等领域。
(2) 吸附材料:气凝胶具有非常高的吸附能力,因此被广泛应用于吸附气体和液体。
活性炭在储氢领域的应用探究王业贵【摘要】活性炭技术发展得如火如荼,氢气能源也受到了极大的关注,在小型设备中高效地存储氢气是一个很关键的问题,可以使得交通工具等更加节能轻便.本文通过对于活性炭的发展以及储氢方案的分析,对于活性炭在储氢领域的应用进行了探究,力求为活性炭储氢的创新提供思路.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】2页(P26-27)【关键词】活性炭;储氢技术;创新应用【作者】王业贵【作者单位】华东交通大学江西 330013【正文语种】中文【中图分类】TQ活性炭是一种加工成具有小的低体积孔的碳形式,其增加可用于吸附或化学反应的表面积,活化能力有时用活性来表示。
由于其高的微孔性,仅1克活性炭具有超过3000m2(32,000平方英尺)的表面积,这是通过气体吸附测定的。
足以用于实验或其他用途的活化水平可以仅从高表面积获得,然而,进一步的化学处理通常增强吸附性能。
活性炭通常来源于木炭,有时被用作生物炭。
源自煤和焦炭的那些分别称为活性炭和活性焦炭。
碳吸附在现场和工业过程中从空气或水流中除去污染物有许多应用,例如:清洗地下水、修复饮用水、过滤空气、净化挥发性有机化合物等。
在早期实施安全饮用水法案期间,EPA官员制定了一项规定,要求饮用水处理系统使用颗粒活性炭。
但是,由于其高成本,这样的规则在全国各地的供水行业遇到了强烈的反对,该机构搁置了这个规定。
活性炭也用于测量空气中的气体浓度,正在进行研究以测试各种活性炭储存天然气和氢气的能力。
多孔材料用作不同类型气体的海绵,气体通过范德华力被吸引到碳材料,一些碳已经能够实现5-10kJ / mol的结合能。
这些值已经达到了美国能源部颁发的标准,但可惜的是,这个结果依旧没有被其它的人从理论上或实验上证明,对于纳米纤维吸附储氢的计算机模拟也不能解释这个现象。
在目前的计算机模拟中主要考虑的是氢的物理吸附储存,而Wang和Johnson证明,即使存在化学吸附,也不可能实现这个吸附量。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald44炭气凝胶是一种新型轻质纳米多孔无定形碳素材料,可以通过溶胶-凝胶、超临界干燥和碳化过程制备,孔隙率可达到80%~98%,网络结构的胶体颗粒粒径分布为3~20 n m,而比表面积范围在600~3 000 m 2/g,密度范围则在0.16~800 m g/c m 3[1-5]。
由于具有纳米网络结构、大孔隙率以及大比表面积等特征,炭气凝胶是一种优异性能的功能材料,使其在隔热材料、光学材料、催化剂载体、吸附材料等方面具有特殊的用途。
它是大能量密度和大功率密度的新一代细网光电管的单光子计数器、新型高效可充电电池、超级双电层电容器的理想电极材料[6-7]。
国内多家研究机构对炭气凝胶的合成进行研究,但其制备方法通常通过碳化处理酚醛类有机气凝胶得到的(当碳化①基金项目:绵阳师范学院科研启动项目(No.QD2015A001);绵阳师范学院校级重点项目(No.2014A03)。
作者简介:陈擘威(1977—),男,四川达县人,博士,副教授,主要从事功能材料、计算材料学的研究。
DOI:10.16660/ k i.1674-098X.2016.21.044炭气凝胶的制备与吸附氢气性能①陈擘威1,2(1.绵阳师范学院数理学院;2.绵阳师范学院计算物理研究中心 四川绵阳 621000)摘 要:以氯化锌和聚丙烯酸作为前驱物,采用还原法,在一氧化碳和氮气的混合气体中,还原锌基复合气凝胶,成功制备出炭气凝胶。
通过用场发射扫描电镜(FESEM)、射电子显微镜(HRTEM)和N 2吸脱附测试对气凝胶的微观结构表征,结果表明:孔洞分布均匀,具有典型的三维空间网络结构,其比表面积为1 806 m 2/g,孔径分布在2~30 nm。
在常温下,压力在0.1~5 MPa范围内,测试了气凝胶的吸附氢气性能,发现该气凝胶具有较高的吸附氢气能力,压力达到5 MPa时,吸附能力最强,为0.29 wt.%。
气凝胶:创造15项吉尼斯纪录的神奇材料气凝胶,又称超轻多孔材料,是一种由96%以上的空隙构成的固体材料。
由于其独特的物理结构和化学性质,气凝胶在各个领域都展现出了惊人的潜力,创造了多项吉尼斯世界纪录。
本文将以15项吉尼斯纪录为线索,探讨气凝胶在不同领域的应用和突破。
一、世界上最轻的固体气凝胶因其大量的微孔结构,拥有非常低的密度,因此被认定为世界上最轻的固体材料,十分轻盈,让人难以置信。
二、世界上最低的热导率由于其多孔结构,气凝胶表现出惊人的隔热性能,使其成为世界上热导率最低的材料之一。
三、世界上最高的比表面积气凝胶的高比表面积使其具有极强的吸附性能,是世界上比表面积最高的固体材料之一,广泛应用于催化剂、吸附剂等领域。
四、世界上最低的密度固体正是由于其极低的密度,气凝胶被认定为世界上最低密度的固体材料,这一特性为其在航空航天等领域的应用提供了巨大便利。
五、世界上最强的吸声材料由于其多孔结构和高比表面积,气凝胶表现出了卓越的吸声性能,成为世界上最强的吸声材料之一。
六、世界上最强的隔热材料气凝胶因其低热导率和隔热性能,被认定为世界上最强的隔热材料,被广泛应用于建筑、航天航空等领域。
七、世界上最强的吸油材料气凝胶因其高比表面积和亲油性,被认定为世界上最强的吸油材料,广泛应用于油水分离、环保清洁等领域。
八、世界上最强的抗拉材料通过特殊处理,气凝胶表现出了出色的抗拉性能,被认定为世界上最强的抗拉材料之一,被广泛应用于新能源、新材料等领域。
九、世界上最好的保温材料气凝胶因其低密度、低热导率和多孔结构,表现出了出色的保温性能,成为世界上最好的保温材料之一。
十、世界上最好的隔音材料由于其多孔结构和吸声性能,气凝胶成为世界上最好的隔音材料之一,广泛应用于建筑、交通等领域。
十一、世界上最好的吸湿材料气凝胶因其亲水性和大量的微孔结构,成为世界上最好的吸湿材料之一,被广泛应用于湿度调节、干燥剂等领域。
十二、世界上最好的吸附材料由于其高比表面积和多孔结构,气凝胶成为世界上最好的吸附材料之一,广泛应用于医药、环保等领域。