第十二章 储氢材料及载-精品PPT课件

世界各国都投入大量的研究力量研究储氢合金材料。

大多数金属合金在定的温度和压力条件下，与氢生成金属氢化物生成热储氢材料吸收或释放氢量的变化关系可用压力组分温度等温线来描述，即曲线，如图，所示。

这是储氢材料的重要的特征曲线，反应出储氢合金在工程应用中的许多重要特征，通过图可以了解任温度下的分解压力值或了解金属氢化物中能含多少氢。

储氢材料应具备的些条件作为储存能量的材料，如氢的储存运输分离精制等，储氢材料必须具备下述条件易活化，氢的吸储量大。

用于储氢时，氢化物常数轴轴的比值有关。

几乎是直线关系。

值越大，越小。

如果添加金属元素如锆钴铬钛等，值将增大，因此，会降低，即可改善滞后性。

另外，如果从晶格膨胀的情况看，如果添加锆钴等金属元素也会降低膨胀程度，也证明可改善滞后性。

影响储氢材料吸储能力的因素活化处理储氢材料事前进行活化处理十分重要，制造储氢材料时，应考虑表面被氧化物覆盖及吸附者水及气体等，会影响氧化反应。

因此，应进行表面活化处理。

活化处理可以采用加热减压脱气，也可采用高压加氢处理。

线光电分析和电子扫描显微镜等观察，发现由于氧和水分在材料表面层引起偏析，在表面层中向表面扩散，形成或，同时生成金属。

由于此金属状析出相的存在，在氢化反应时就具有催化活性。

耐久性和中毒当向储氢材料供给新的氢时，每次都会带入氧水分等不纯物，在合金或氢化物粒子表面聚集，并形成氧化物等，导致吸储氢的能力下降，这种现象称为“表面中毒”。

因此，必须限制氢中不纯物的许可量。

耐久性是指储氢材料能够反复吸储和释放氢的个重要性质。

系合金等，反复循环次，其氢的最大吸储量将减少，其劣化程度较小，属于耐久性较高的材料。

极易中毒，等较难中毒。

对于含有氧甲烷和水的氢气，可以选用型储氢材料。

储氢材料的导热性当储氢材料在反复吸储和释放氢的过程中，形成厚度为的微粉层，其平均有效导热系数为，导热性能很差。

可是，氢可逆反应的热效应要求及时将反应热导出。

为此，为提高其导热能力，可将导热性能优良的铜镍等金属，制成多孔体或网状材料，再让储氢材料粉体填入其中。

粉末化储氢材料在吸储和释放氢的过程中，反复膨胀和收缩，导致出现粉末现象。

这会使装置内的充填密度会增高传热效率降低装置局部地方会产生应力同时，形成的微粉还会随氢气流动，造成阀门和管道阻塞。

例如初期粒度为目的，反复循环次，大部分变为目。

循环次，约有的颗粒变成目而仅循环次，颗粒变成目。

稀土系比钛系易微粉化。

为了减少微粉化，可用锆置换储氢材料中的部分锰或铝，也可增添少量第组分如铁等。

滞后现象与坪域储氢材料与氢之间的相平衡关系，是了解储氢材料重要特性的重要数据，可用平衡氢压与氢化物组成之间的等温线表示。

由于氢吸储过程与释放过程存在着不同的平衡氢压，导致滞后现象和坪域的倾斜。

虽然，对产生滞后现象的机理尚未掌握，但是，由于晶格间应力不同以及结晶的不均匀性，都会影响储氢材料的坪域与滞后性，尤其对热泵系统的影响，更为严重。

般情况下，用于热泵系统的储氢材料，滞后性应小，坪域宜宽。

滞后程度随储氢材料种类而异，稀土系材料的滞后较大。

在的氢吸储压约为，氢离解压约为，其差为，可表示滞后值。

第十二章储氢材料及载能系统氢是种高能量密度清洁的能源，是最有吸引力的能源形式之。

随着石油能源的枯竭，新能源的开发已日益迫切。

目前新能源的开发的重点是太阳能风能生物质能海洋能地热能和氢能等等。

氢的燃烧热大约是汽油的倍，焦炭的倍其燃烧产物是水，不会引起环境污染，同时地球的水资源丰富，水中含有大量的氢，因此氢是种洁净无污染发热值高取之不尽用之不竭的二次能源。

但氢的贮存直是个技术难点，氢的贮存和运输难以解决。

气态贮存要用很重的高压气瓶，而液态贮存则必须在超低温度或装在耐高压的特别容器中，即不经济也不安全。

制造液氢的设备费用很高，液化时又要消耗大量的能量，氢气与空气混合还会有爆炸的危险，因此能否利用氢气作为能源的关键是解决氢气的贮存和运输技术。

世纪年代中期，先后发现和等金属间化合物的可逆储氢作用以来，储氢合金及其应用的研究得到迅速发展，尤其是具有储氢量大，易活化，不易中毒等优点。

在年代中期，随着对的深入研究和不断改进，开发出数十种具有高度可逆性的物质，储氢材料逐渐成为大类功能材料。

目前除了二元型储氢材料，还开发了多元金属元素组成的复合材料早期开发的稀土系储氢材料称为第代储氢材料，而后期开发的钛锆系镁系等储氢材料称为第二代储氢材料。

目前储氢材料已被用于氢的回收提纯精制氢的贮存和运输余热或废热的回收利用储热系统热泵或空调制冷氢燃料汽车电动汽车氢能发电系统充电电池与燃料电池等。

第节储氢材料的基本性质储氢合金是种能在晶体的空隙中大量贮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。

它可以贮存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，轻便安全，引起极大关注。

世界各国都投入大量的研究力量研究储氢合金材料。

大多数金属合金在定的温度和压力条件下，与氢生成金属氢化物生成热储氢材料吸收或释放氢量的变化关系可用压力组分温度等温线来描述，即曲线，如图，所示。

这是储氢材料的重要的特征曲线，反应出储氢合金在工程应用中的许多重要特征，通过图可以了解任温度下的分解压力值或了解金属氢化物中能含多少氢。

储氢材料应具备的些条件作为储存能量的材料，如氢的储存运输分离精制等，储氢材料必须具备下述条件易活化，氢的吸储量大。

用于储氢时，氢化物的生成热小用于蓄热时生成热尽量大。

在室温附近时，氢化物的离解压为，具有稳定的合适的平衡分解压。

氢的吸储或释放速度快，氢吸收和分解过程中的平衡压滞后小。

对不纯物如氧氮水分等的耐中毒能力强。

当氢反复吸储和释放时，微粉化少，性能不会劣化。

金属氢化物的有效热导率大，储氢材料价廉。

稀土类金属混合物的活化条件较为缓和，如和