氫燃料是一種清潔的可再生能源。在化石燃料日益減少的今天,人們希望可以用氫燃料取代化石燃料。然而,氫經(jīng)濟的發(fā)展有一個巨大的障礙,就是氫燃料的存儲介質(zhì)容量不足,即單位體積內(nèi)存儲的氫燃料很少。雖然一個甲烷分子的燃燒能是一個氫分子的三倍,然而由于甲烷分子之間的排斥作用比氫分子強,在同樣的介質(zhì)中吸附的甲烷分子比氫分子少。我們猜想將甲烷分子和氫分子混合吸附儲存,可能比純氫儲存或純甲烷儲存的能量容量更大。因為氫分子和甲烷分子之間的排斥力適中,因此這種混合儲存可以充分的利用開放的金屬表面。在本文中,我們利用第一性原理計算作為依據(jù),計算了兩個不同存儲介質(zhì),以此來驗證我們的猜想。第一個模型是用石墨烯作為襯底,以堿金屬原子鋰原子作為吸附原子。我們分別計算了鋰離子吸附純氫分子、純甲烷分子、氫分子與甲烷分子混合吸附這三種情況。單獨吸附氫分子時,存儲容量為6.8 wt%。將氫分子與甲烷分子混合儲存后,等同于氫的存儲容量為13.6 wt%。從計算結(jié)果可以看出,在用堿金屬作為吸附原子的體系中,將甲烷分子和氫分子混合儲存可以大大提高儲存體系的存儲容量。第二個模型是以石墨烯納米帶作為襯底,以3d過渡金屬原子鈧原子作為吸附... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

氫循環(huán)系統(tǒng)

不同存儲系統(tǒng)的氫密度和可達性4

圖 1.3 簡化的氫相平衡圖7這幾乎是氫的熱值的一半8。即使有完美的絕緣技術(shù)，液態(tài)氫在低溫（21.2 容器內(nèi)的氣化仍然是一個不可避免的損失，由正氫轉(zhuǎn)化為仲氫的放熱反應(yīng)提供了化的熱源。在 77 K 時，熱轉(zhuǎn)化率為 519 kJ/kg，在溫度低于 77 K 時為 523kJ/k


本文編號：3402610