氫能源的應(yīng)用與推廣成為二十一世紀(jì)能源發(fā)展的趨勢之一,然而氫能的儲存和運輸是限制氫能源推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問題。針對上述問題,本論文基于制氫、儲氫一體化的思路,開發(fā)制備系列鋁基固體塊狀制氫材料,既可實現(xiàn)按照氫氣的需求量即時產(chǎn)氫,又可解決短時期內(nèi)加氫站基建成本高、周期長、推廣進展緩慢等問題對氫能源推廣所帶來的阻礙。金屬鋁是一種活潑金屬,在理論上可以與水反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣,但由于鋁在空氣中極易被氧化,在其表面生成一層致密的氧化膜而阻止了鋁與水的接觸,從而導(dǎo)致其不能與水持續(xù)發(fā)生反應(yīng)。通過傳統(tǒng)熔融法添加Ga、In、Sn等低熔點金屬,可有效實現(xiàn)金屬Al的活化,令其能夠持續(xù)與水反應(yīng)完全,實現(xiàn)在線供氫。通過在金屬鋁中添加Ga、In、Sn等低熔點金屬可制備Al-Ga-In-Sn合金。在合金中,這些低熔點金屬會在適當(dāng)溫度下于合金內(nèi)部形成微小的液相區(qū)域,阻礙Al合金表面氧化物的生成,從而增加了鋁的活性。Al-Ga-In-Sn合金與水反應(yīng)的機制在于Al與晶界相(GB)的共晶反應(yīng)。此外低熔點金屬的含量以及Al合金微觀結(jié)構(gòu)均會對產(chǎn)氫性能產(chǎn)生明顯影響。本論文在Al-Ga-In-Sn合金中添加金屬氧化物Al₂

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1世界能源消費結(jié)構(gòu)圖

發(fā)展背景社會的發(fā)展離不開能源。目前化石燃料在世界各國屬于不可再生資源，而且直接燃燒后會產(chǎn)生大量硫化些會引起一系列的環(huán)境問題。石油等化石燃料的枯竭局部地區(qū)的動蕩，甚至因為搶奪這些資源而爆發(fā)的戰(zhàn)戰(zhàn)爭。類正在尋求清潔的新能源，以滿足不斷增長的能源需。但是，目前的全球能源結(jié)構(gòu)以及中國的能....

圖1.2中國能源消費結(jié)構(gòu)圖

直接制約著世界經(jīng)濟的發(fā)展，因此發(fā)展新型清潔能源迫在眉睫。2.中國能源消費結(jié)構(gòu)圖1.2顯示了中國能源消耗的結(jié)構(gòu)。中國的能源消耗結(jié)構(gòu)特點是以煤炭為主。因此中國最大的能源基地在山西。山西省煤炭資源的儲量占全國總儲量的三分之一，其產(chǎn)量為全國總產(chǎn)量的四分之一，但是煤炭資源的開采不當(dāng)會導(dǎo)致....

圖1.3氫氧燃料電池示意圖

圖1.3氫氧燃料電池示意圖Figure1.3Hydrogenandoxygenfuelcellschematic電極和總反應(yīng)方程式，我們可以看出氫氣和氧氣在催化劑下產(chǎn)為汽車提供動能，水作為反應(yīng)產(chǎn)物則被排出，實現(xiàn)“零排放一款氫氧燃料電池量產(chǎn)汽車豐田Mirai應(yīng)....

圖1.4氫燃料電池汽車-豐田MiraiFigure1.4Hydrogenfuelcellvehicle-ToyotaMirai

圖1.4氫燃料電池汽車-豐田MiraiFigure1.4Hydrogenfuelcellvehicle-ToyotaMirai氣的工業(yè)化生產(chǎn)上氫氣的制備需要考慮到原料、設(shè)備成本、能量消耗等情況來徑。目前，工業(yè)上常用的氫氣生產(chǎn)方法包括電解水制氫、水煤氣裂的合成....

本文編號：3938117