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氢燃料的固态储存：储氢合金氢能源开发及利用（三）33 氢燃料的制取和储存（续）3。
2 氢燃料的储存（续）3．2．3 金属氢化物固态储氢（1）储氢合金的“吸氢”和“放氢”前面已经提过，相对气氢储存、液态储存来说，固态的金属氢化物储氢具有极大优越性。
只要满足一定温度和压力条件，某些金属可以大量“吸氢”，生成金属氢化物，并放出热量；而把这些金属氢化物加热，它们又可以分解，并把其中储存的氢释放出来。
它们不需要笨重的钢瓶，也不需要要求很高的绝热容器。
这些可以“吸氢”的储氢合金的储氢能力很强，而且都是固态，在需要储氢时，只要使合金“吸氢”，使它与氢反应，生成金属氢化物；而需要用氢时，通过加热或减压这些金属氢化物，又可使它们“放氢”。
所以，采用储氢合金是一种很理想的储氢解决方案。
（2）储氢合金的性能和用途人们对储氢合金感兴趣，不光是它具有“储氢”的性能，而且在储氢过程中具有化学能转化为机械能或热能的能量转换功能。
储氢合金具有热能的转换功能：在它“吸氢”时放出热量，在它“放氢”时又要吸取热量。
利用这个放热—吸热的循环，可进行热量的储存和传输，由此原理可以设计制造出各种制冷或采暖设备。
从储氢合金提取氢气，可以达到很高的纯度。
因此，可以采用储氢合金来提纯氢，可以很低的成本，来提取纯度高达99.9999%的纯氢。
储氢合金的快速发展为氢能源的开发和利用打开了一条广阔的道路。
储氢合金是氢能燃料电池的主要原料，它为燃料电池的实用化、商品化打下了坚实的基础。
储氢合金又可用来制造镍--氢（Ni--MH）电池，以替代当今世界上大量有毒、有污染的镍--镉（Ni--Cd）电池。
镍--氢电池不仅无毒安全、无污染，使用寿命长，而且容量也可以做得大得多。
总之，储氢合金是氢能储存的最佳解决方案。
它为人类的“氢能源时代”的到来作出了重大贡献。
不仅如此，储氢合金的用途还十分广阔，随着储氢合金研发的进展，会有更多的性能将用来造福于人类。
（3）在行驶车辆里的储存氢燃料发展纯燃料电池车或基于氢能的其它类型的车辆，要解决的关键问题有以下几个：一是控制制氢成本；二是建立社会网络化的储氢站；三是在行驶的车辆里如何储存氢燃料；四是研发高效的燃料电池。
储氢合金由于石油和煤炭的储量有限，而且在使用过程中会带来环境污染等问题，使氢能作为新的清洁燃料成为研究热点。
在氢能利用过程中，氢的储运是重要环节，而储氢合金顾名思义就是用于储运氢的。
储氢合金是由两种特定金属构成的合金，其中一种可以大量吸氢，形成稳定的氢化物，而另一种金属虽然与氢的亲和力小，但氢很容易在其中移动。
Mg、Ca、Ti、Zr、Y和La等属于第一种金属，控制储氢量；Fe、Co、Ni、Cr、Cu和Zn等属于第二种金属，控制释放氢的可逆性。
通过合理配制，调节合金的吸放氢性能，制得在室温下能够可逆吸放氢的较理想的储氢材料。
别看储氢合金的金属原子之间缝隙不大，但储氢本领却比氢气瓶的本领可大多了，具体来说，相当于储氢钢瓶重量1/3的储氢合金，其体积不到钢瓶体积的1/10，但储氢量却是相同温度和压力条件下气态氢的1000倍。
采用储氢合金来储氢，不仅具有储氢量大、能耗低，工作压力低、使用方便的特点，而且可免去庞大的钢制容器，从而使存储和运输方便而且安全。
目前储氢合金主要包括有钛系、锆系、铁系及稀土系储氢合金。
那么这种合金又是如何发展得来的呢？20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金（hydrogen storage metal）,这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。
而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。
20世纪70年代，LaNi5和Mg2Ni在荷兰Philips与美国Brookhaven 实验室相继被发现具有可逆的吸放氢能力并伴随的一系列物理化学机理变化。
1973年起，LaNi5开始被试图作为二次电池负极材料采用，但由于其循环性能较差，未能成功。
储氢合金无机1002班汪沅201039110213化石能源的有限性与人类需求的无限性－石油、煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯竭.化石能源的使用正在给地球造成巨大的生态灾难－温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物的生存.氢是一种非常重要的二次能源。
它的资源丰富；发热值高，燃烧1kg氢可产生142120kJ的热量，比任何一种化学燃料的发热值都高；氢燃烧后生成水，不污染环境。
因此，氢能是未来能源最佳选择之一。
氢的利用主要包括氢的生产、储存和运输、应用三个方面。
而氢的储存是其中的关键。
氢气储存技术的滞后，限制了氢的大规模应用，特别是交通工具上的应用。
储氢合金是一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气。
虽然可将氢气存贮于钢瓶中，但这种方法有一定危险，而且贮氢量小(15MPa，氢气重量尚不到钢瓶重量的1／100)，使用也不方便。
液态氢比气态氢的密度高许多倍，固然少占容器空间，但是氢气的液化温度是-253℃，为了使氢保持液态，还必须有极好的绝热保护，绝热层的体积和重量往往与贮箱相当。
储氢合金能以金属氢化物的形式吸收氢，是一种安全、经济而有效的储氢方法。
1 金属储氢原理许多金属(或合金)可固溶氢气形成含氢的固溶体(MHx)，固溶体的溶解度[H]M与其平衡氢压pH2的平方根成正比。
在一定温度和压力条件下，固溶相(MHx)与氢反应生成金属氢化物。
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。
换言之，是金属吸氢生成金属氢化物还是金属氢化物分解释放氢，受温度、压力与合金成分的控制。
2 储氢合金分类并不是所有与氢作用能生成金属氢化物的金属(或合金)都可以作为储氢材料。
实用的储氢材料应具备如下条件：(1)吸氢能力大，即单位质量或单位体积储氢量大。
(2)金属氢化物的生成热要适当，如果生成热太高，生成的金属氢化物过于稳定，释氢时就需要较高温度；反之，如果用作热贮藏，则希望生成热高。
