氫能是替代傳統(tǒng)化石能源的理想能源,開(kāi)發(fā)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能規(guī)�；瘧�(yīng)用的關(guān)鍵,與氣態(tài)儲(chǔ)氫和液態(tài)儲(chǔ)氫相比,固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)在安全性和儲(chǔ)氫密度方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。在金屬配位氫化物中,LiBH₄的重量?jī)?chǔ)氫密度為18.5wt%和體積儲(chǔ)氫密度為121 kg H₂/m³,但由于離子鍵和共價(jià)鍵的共同作用,導(dǎo)致其熱力學(xué)穩(wěn)定性過(guò)高,放氫溫度高于400℃、放氫動(dòng)力學(xué)緩慢和循環(huán)穩(wěn)定性差,且放氫產(chǎn)物需600℃和350 bar氫壓的苛刻吸氫條件。本文在詳細(xì)分析LiBH₄研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)兩個(gè)方面入手,通過(guò)復(fù)合化和納米限域,降低LiBH₄體系的起始放氫溫度,提高其綜合儲(chǔ)氫性能。首先,通過(guò)球磨的方式引入片狀石墨催化劑,研究了其對(duì)LiBH₄儲(chǔ)氫性能的影響及作用機(jī)理。結(jié)果發(fā)現(xiàn),添加20 wt%石墨可有效改善LiBH₄的吸放氫性能,樣品的起始和峰值放氫溫度分別降低至260℃和383℃,較球磨LiBH₄樣品分別下降了15℃和50℃... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

氫能的來(lái)源[4]

[10]。1.2.2液態(tài)儲(chǔ)氫液態(tài)儲(chǔ)氫顧名思義就是氫氣以液體的形式存儲(chǔ)在耐低溫的容器中，其儲(chǔ)存條件是21.2K、常壓下，相較于高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫而言，液態(tài)儲(chǔ)氫具有高的體積儲(chǔ)氫密度，為70.8kgH2/m3。但是，氣態(tài)氫轉(zhuǎn)變成液態(tài)氫的成本高，同時(shí)液態(tài)氫氣還容易氣化導(dǎo)致容器內(nèi)壓力升高，對(duì)耐低溫容器的隔熱性和安全性都提出了較高的要求，這些因素限制了液態(tài)儲(chǔ)氫方式的更廣泛應(yīng)用。目前液態(tài)儲(chǔ)氫多用于不計(jì)經(jīng)濟(jì)成本的航空領(lǐng)域中。1.2.3固態(tài)儲(chǔ)氫固態(tài)儲(chǔ)氫是將氫氣存儲(chǔ)在固體材料中，按照作用力的類型分為物理吸附儲(chǔ)氫和化學(xué)儲(chǔ)氫，示意圖如圖1.2所示。物理吸附儲(chǔ)氫的原理是氫氣分子通過(guò)范德華力與微孔材料發(fā)生作用進(jìn)行儲(chǔ)氫過(guò)程，通常情況下這些微孔材料具有高的比表面積和高的孔隙率。在這個(gè)過(guò)程中，一個(gè)氫氣分子與材料的表面原子發(fā)生吸附作用，作用力的大小取決于壓力、溫度和微孔材料的表面特性。在低溫情況下，只有微弱的范德華力作用力，氫氣分子一般不會(huì)解離成氫原子。目前，國(guó)內(nèi)外研究的微孔材料主要有碳基材料、金屬有機(jī)框架、共價(jià)有機(jī)框架、沸石類等[12]。圖1.2物理和化學(xué)吸附儲(chǔ)氫示意圖[11]Fig.1.2Schematicrepresentationofphysicalandchemicalhydrogenabsorption[11].化學(xué)儲(chǔ)氫是氫以化學(xué)鍵或配位絡(luò)合物的形式與固體材料形成固溶體或固體氫化物，是目前研究較多的儲(chǔ)氫體系，也是最有望在車載儲(chǔ)氫領(lǐng)域中得到應(yīng)用的

第一章緒論5高效儲(chǔ)氫效率以及安全性，使其擁有廣闊的應(yīng)用前景。圖1.3部分氫化物儲(chǔ)氫密度[13]Fig.1.3Volumetricandgravimetrichydrogendensityofsomeselectedhydrides[13].1.3儲(chǔ)氫材料研究進(jìn)展儲(chǔ)氫材料的原理是氫以物理或是化學(xué)方式與特定材料結(jié)合進(jìn)而儲(chǔ)存在材料內(nèi)，因其具有可觀的儲(chǔ)氫容量和安全性引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注與研究。早在1866年，ThomasGraham[16]報(bào)道了金屬鈀的吸氫現(xiàn)象。20世紀(jì)70年代美國(guó)Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室[17]和荷蘭Philips公司[18]也先后報(bào)道了LaNi5和Mg2Ni合金具有可逆的儲(chǔ)氫性能。儲(chǔ)氫材料的研究最終實(shí)現(xiàn)了鎳-金屬氫化物充電電池的商業(yè)化，從此掀起了儲(chǔ)氫材料的研究熱潮�？v觀儲(chǔ)氫材料的研究進(jìn)程，其是由單一的儲(chǔ)氫材料向復(fù)雜的儲(chǔ)氫材料、儲(chǔ)氫容量低的體系向儲(chǔ)氫容量高的金屬配位氫化物轉(zhuǎn)變。1.3.1物理吸附儲(chǔ)氫材料物理吸附儲(chǔ)氫材料一般是指具有高的比表面積和高孔容的微孔材料，而微孔材料主要包括碳基材料（活性炭、碳納米管、碳纖維、富勒烯）、金屬有機(jī)框架、共價(jià)有機(jī)框架、沸石類等[11]。微孔材料表面擁有大量的活性位點(diǎn)，可以與氫分子通過(guò)較弱的范德華力（3-6kJ/mol-H2）在低溫、低壓條件下結(jié)合實(shí)現(xiàn)氫氣的可逆存儲(chǔ)。對(duì)于碳基材料碳納米

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]美國(guó)國(guó)家氫能計(jì)劃及其啟示[J]. 王彥雨,高璐,劉益東.  未來(lái)與發(fā)展. 2015(12)
[2]氫能開(kāi)發(fā)和利用的研究[J]. 黃亞繼,張旭.  能源工程. 2003(02)



本文編號(hào)：3522196