（ 酒泉职业技术学院 ， 甘 肃 省 太 阳能 发 电 系 统工 程 重 点 实 验 室 ， 甘肃 酒泉 ７ ３ ５ ０ ０ ０ ） 摘 要： 氢能 作 为 一 种 新 型 的能 量 密 度 高 的 绿色 能源 ， ？ 正 引起 世 界 各 国的 重 视 。储 存 技 术 是 氢 能 利 用 的关 键 。储 氢
第 ３ ２卷 第 ２ ｌ 期
２ ０ １ ６年 １ １月
甘肃 科技
Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ １ ． ３ ２ Ｎ ｏ ． ２ １ ＮＯ Ｖ ２ ０ １ ６
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储氢材料现状和发展前景的研究
秦天像 ， 杨天虎 ， 甘 生萍
近年来 ．有 人利 用 射频 喷 溅 方法 制 备 了 Ｐ ｄ包覆 的 纳 米结 构 的多 层 Ｍｇ薄膜 ．并 对 储氢 性 质进 行 了研 究 结果 显 示 ． 在 １ ０ ０ ０ Ｃ 。 ３ ＭＰ ａ氢气 压 力 条件 下 。 氢
的 吸附 量约 为 ８ ５ ｗ ｔ ％． 薄膜 在 １ ０ ０ ０ Ｃ真空 的条 件下 释放 出全 部 的氢 研 究 表 明 四氢 呋 喃处 理 的镁 在 １ ０ ０ ０ Ｃ ． ５ ＭＰ ａ条 件下 吸 附 了 ９ ｗ ｔ ％的氢 ．同时 四氢 吠
喃 的处 理 改善 了镁 吸附一 脱 附氢 的动力 学 ．在 ６ ２ ３ Ｋ
具 有较 理想 的反 应速 率
３ 碳 质储 氢 材 料
碳 质 材料是 最好 的吸附储 氢材 料 。碳 质 储氢 材 料 主要 有碳 纳 米纤 维 、 碳 纳米 管 、 活性 炭 、 石 墨 纳 米 纤维 等 ４种
础
有 很 强 亲 和 力 的元 素 和 另 一 种 吸氢 量 小 或 根 本 不
基金项 目： 甘 肃 省 科 技 创 新 平 台专 项 资助 （ １ ４ ４ Ｊ Ｔ Ｃ Ｆ ２ ５ ６ ） 。
第２ １ 期
３ ． ２ 碳 纳米 管
秦 天像 等 ： 储氢材料现状和发展前景的研究
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问题 ．很可 能是 解决 氢能 规模储 运 的重要 途径 。因 此 对 金 属 Ｍｇ表 面 催 化 改 性 引起 了研 究 者 的 兴趣 。
挑 战， 新 能源 开发 利用 受 到越来 越高 的关 注 。 新能 源
一
方 面 作 为传 统 能源 的补充 ． 另一 方 面 可有 效 降 低
环境 污染 。 在 新 的能 源领域 中。 洁净 无 污染 的氢 能利 用技 术 正在 以 飞快 的速 度发 展．己引 起工 业 界 的热
，
而其他 两 种 的研 究相 对 较 晚一些 。 多 孔 吸附材 料分
碳 纳 米纤维 是 吸附储 氢材 料 ．通过催 化 裂解 乙 炔制 备 了碳 纳米 纤维 ，选 用 Ｃ Ｏ ： 氧化 、二 氧 化锰 氧 化、 硝 酸 氧化 、 盐酸 氧化 和水蒸 汽 氧化 ５种后 处理 方 式得 到 ５种样 品 结 果表 明． 通过水 蒸 汽氧化 得 到的
材 料 的吸 附 效果 相 对 最 好 ， 在３ ６ ７ Ｋ、 ２ ６ ＭＰ ａ下 ， 吸 附 质量 分 数为 １ ． ３ ４ ％。虽 然实 验 中制备 的材料 没有 显
示 良好 的 吸附性 能 ． 但 实 验所 介 绍 的吸 附性 能评 价 方 法 为 未 来 碳 纳 米 纤 维 的储 氢性 能研 究 提 供 了基
储 氢 特点 是有 机 液 的储存 、 运 输 安全 方便 。 能方 便 的利 用现 有 的运 输设 备 和储存 ．有 利 于长距 离 大量
运输 。 储 氢量 也很 大
１ ９ ９ ７年．美 国可再 生 能 源 国家 实 验 室 的 Ｄ ｉ ｌ ｌ ｏ ｎ
等首 次 报道 了碳纳 米 管储 氢 的实验 结果 。纯 的碳 纳
为 物理 吸 附和化Байду номын сангаас学 吸 附两 大类 。 如硫 化物 纳 米管 、 碳 纳米 管 、 活性 炭和 Ｂ Ｎ纳米 管等 。 下 面将简 要介 绍储
氢材 料
２ 金 属 及 其 氧 化 物 系列 储 氢 材 料
储 氢技 术 是 氢 能利 用走 向规 模 化 、 实 用 化 的关 键 技术 。金属储 氢 材料 通 常 由一 种 吸氢元 素 或与氢
切关 注 但 如何 有效 地解 决 氢能储 存 问题是 当今 社
会 面临 的 一个 科技 难 题 。本 文 就 只对 储 氢 方 式 、 储 氢材料 及 发展 前景 做 了探讨 。
１ 储 氢 方 式
氢 能 的存 储 只有 ３种方 式 ： 液态、 高压 气 态 和 固
态储 氢。 这 三种储 氢方 式 有各 自的优点 和缺 点 。 固态 储氢 方 式 能有效 克 服气 、 液 两 种存储 方 式 的不 足， 且
材 料 是 当今 研 究 的重 点课 题 之 一， 也 是 氢 的储 存 和输 送 过 程 中的 重 要 载体 。 本 文 综 述 了 目前 已 采用 或 正 在 研 究 的 储
氢材料 、 发 展 前景 和方 向 。 关键词 ： 储 氢 材料 ； 发展前景 ； 研究方 向 中 图分 类号 ： Ｔ Ｇ１ ３ ９ － ７
能 源 和资源 是人 类赖 以生存 和发展 的源泉 。随
着 社会 的快 速发 展。全 球 能源 和 资源 正在 以越 来 越 快 的速 度 消耗 面对 这种 能源 和资 源 的枯竭 的严 重
吸氢 的元 素共 同组成 镁 系合金 的储 氢密 度很 高 ． 但 放氢 温度 高 ． 吸放 氢 速度 慢 ．因此 研究镁 系合 金在 储氢 过程 中 的关键
３ ． １ 碳纳 米纤 维
储氢 体 积 密度 大 、 操作 容易 。 特别 适 合于 对体 积 要求 较严 格 的场合 。 如在燃 料 电池 汽 车上 的使用 。 固态储
氢材 料 主要 有 ： 金 属氢 化 物 、 多孔 吸 附材 料和 配位 氢
化 物等 ．其 中金 属 氢 化 物 储 氢 的 研究 已有 ３ ０多年