储氢提纯和氢网络的耦合优化

基于氢网络的集成以及AB₅型储氢材料LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15的特性，对储氢提纯在氢网络中的应用进行研究。综合考虑LaNi_4.75Fe_0.25及LaNi_4.85Al_0.15储氢/放氢动力学，建立了储氢提纯氢网络的优化方法，根据单位质量储氢材料提纯的节氢能力和公用工程节省量与提纯参数的关系，确定最优提纯氢源浓度、最大公用工程节省量、储氢材料量和吸氢时间。用该方法对某炼厂氢网络和储氢提纯单元进行优化，结果表明，最优提纯氢源浓度为70%，提纯后公用工程可节省23.72%； LaNi_4.85Al_0.15作为储氢提纯材料优于LaNi_4.75Fe_0.25，其消耗量为991.26 kg。     

Ca（AlH4）2的机械力化学合成及其催化放氢过程

研究了Ca（AlH₄）₂机械力化学合成过程的反应机理及添加K₂TiF₆,KBF₄,TiF₃,NbF₅对其放氢过程的影响.结果表明,机械球磨过程中,LiAlH₄与CaCl₂先反应形成中间相LiCa（AlH₄）₃,中间相再与CaCl₂反应生成Ca（AlH₄）₂.添加含F^-化合物可有效改善Ca（AlH₄）₂的放氢性能,其中,K₂TiF₆的催化效果最佳,可使Ca（AlH₄）₂前两步放氢温度分别降低39和66℃.含F^-化合物在球磨或加热过程中与Ca（AlH₄）₂发生化学反应,产物可催化Ca（AlH₄）₂放氢过程.     

镁基储氢材料的性能及研究进展

镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点，被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。由于MgH₂稳定性好且放氢焓值高(75kJ/mol H₂)，氢分子在Mg表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢，导致吸放氢热力学稳定、动力学缓慢，从而限制了其在储氢方面的应用。对于镁基储氢材料性能的改善，目前已经取得了许多研究成果。本文综述了国内外镁基储氢材料的研究报道，归纳了镁基储氢材料的改性方法，重点阐述了合金化、纳米化和添加催化剂对于优化和改善热力学和动力学性能以及吸放氢机理的影响。最后对该领域的研究成果和发展前景进行了总结和展望，基于现有分析认为，在未来的研究中可以综合运用添加催化剂和纳米化改性双重机制对MgH₂体系热力学性能进行调控，以获得具有高容量、高性能的Mg/MgH₂储氢体系，满足商业化应用的要求。     

成分对汽车用（La0.7Mg0.3）Nix合金储氢特性的影响

为开发出具有高循环寿命和高储氢性能的新能源汽车用稀土镁基储氢合金,考察了铸态和退火态的铸锭/快淬（La_0.7Mg_0.3）Ni_x（x=2.0、2.5、3.0）储氢合金的微观结构、物相组成和储氢特性。结果表明,当x=2.5时快淬法储氢合金具有较好的吸放氢平台压力,PCT曲线中体现出完全脱氢特征,吸氢容量约为1.44%（质量分数）。经过850~950 ℃退火处理,铸锭法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金相较（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.0储氢合金具有更高的吸放氢平台压和更宽的吸放氢平台,表明前者具有相对更好的吸放氢性能;不同退火温度下（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的吸放氢平台压较为接近,吸氢和放氢容量可达到1.6%（质量分数）。铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_x储氢合金中的LaNi₅和（LaMg）Ni₃相会随着退火温度的升高而逐渐转变为（LaMg）₂Ni₇相;铸锭法和快淬法（La_0.7Mg_0.3）Ni_2.5储氢合金的表面粉末颗粒分别在退火温度为950 ℃和900 ℃时最为细小。     

汽车用La0.79Mg0.21Ni3.95储氢合金的制备与电化学性能研究

为开发出高能量密度镍氢电池负极材料,采用真空感应熔炼的方法制备了La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金,对比分析了铸态和退火态储氢合金的物相组成、显微形貌和电化学性能。结果表明,铸态和800 ℃/24 h退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金中都只含有LaNi₅和（La,Mg）₂Ni₇相;升高温度至900 ℃及以上时,储氢合金中形成了不同含量的（La,Mg）₅Ni₁₉和（La,Mg）₆Ni₂₄相。900 ℃/24 h退火态储氢合金的可逆吸放氢性能要高于950 ℃/48 h退火态储氢合金。铸态和退火态储氢合金都在前3周循环过程中到达了最大放电比容量,950 ℃/48 h退火态储氢合金中主要为（La,Mg）₆Ni₂₄相,其具有较高的循环稳定性。铸态和退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金具有良好的电化学活化性能,高倍率放电性能（HRD₁₅₀₀）从高至低的顺序依次为950 ℃/48 h、950 ℃/24 h、900 ℃/24 h、 800 ℃/24 h、铸态;储氢合金的HRD₁₅₀₀与氢扩散速率（D）和交换电流密度（I₀）的变化趋势相同,950 ℃/48 h退火态储氢合金具有最大的HRD₁₅₀₀,这主要与合金电极中含有61.8%（质量分数）的（La,Mg）₆Ni₂₄相、具有较高的D和I₀有关。     

新能源汽车电池用无镁储氢合金的制备与性能研究

采用真空电弧熔炼和925 ℃/12 h退火的方法制备了Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金（x=0~1）,研究了x值对储氢合金物相组成和电化学性能的影响。结果表明,x=0和0.15的储氢合金主要由LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成,x=0.25、0.33和0.5储氢合金主要由Ce₅Co₁₉和Ce₂Ni₇相组成,x=0.75和1储氢合金主要由PuNi₃、LaNi₅和Ce₂Ni₇相组成;相同充放电循环周次下,x=0.15~1储氢合金的放电容量和抗氢致非晶化能力都高于x=0储氢合金,且随着x从0增加至1,储氢合金的最大放电容量（C_max）、容量保持率（S₁₀₀）、氢扩散系数（D₀）和高倍率放电性（HRD₉₀₀）都呈现先增加后减小趋势,在x=0.33时取得C_max、S₁₀₀、D₀和HRD₉₀₀最大值。Y_1-xLa_xNi_3.25Al_0.15Mn_0.15储氢合金的循环稳定性与合金电极的耐腐蚀性密切相关,高倍率放电性能取决于储氢合金的氢扩散速率。     

氢液化与低温高压储氢技术发展现状

H₂来源广泛、清洁无碳，是未来重要的清洁二次能源载体，在世界能源格局中占重要地位。H₂低温致密化技术可大幅提高储氢密度，有效解决H₂低密度、低沸点带来的大规模储运难题。综述了氢液化与低温高压储氢2种低温储氢技术的发展现状，对比了各类低温储氢流程的性能和特点，总结了未来发展方向，为H₂储运技术的发展提供参考。其中低温液态储氢(氢液化)的储氢密度高且储氢压力低，是目前主流的大规模氢储运方法之一；低温高压储氢则可达到与液氢接近的储氢密度，且本征能耗低、无需正仲氢转化，极具发展潜力；而采用以混合工质节流制冷循环为代表的闭式低温制冷循环替代液氮对H₂进行预冷或冷却，可显著降低H₂低温致密化能耗，是2种低温储氢技术的重要发展趋势。     

pH及温度双重敏感性MCM-41/P(AA-co-NIPAAm)的制备和释药性能

通过微波辅助水热法制备了介孔分子筛 MCM-41,并将其与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和丙烯酸(AA)原位聚合生成了一种新型的pH及温度双重敏感型复合材料MCM-41/P(AA-co-NIPAAm),用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR、TGA对所得材料进行表征,结果表明合成了一种新型的复合材料。以氢氯噻嗪为模型药物进行载药性能测试并考察了此释药系统在不同pH及温度环境中的敏感释药行为。结果显示：MCM-41/P(AA-co-NIPAAm)复合材料的载药量达45.8%,并且通过改变环境体系的pH及温度可以有效控制药物的释放。复合材料在肠道靶向给药方面有一定的应用潜力。     

MOFs基催化剂在MgH2储氢材料中的应用及研究进展

讨论了MOFs基材料作为催化剂对MgH₂储氢材料性能的影响，概括了MOFs基催化剂的设计和合成方法，分析了MOFs基催化剂的优点和存在的不足，进一步对MOFs基催化剂在储氢领域的应用前景进行了展望。     

Ti3C2MXene纳米片制备、改性及其光催化应用研究

近年来,利用光催化缓解环境污染和能源短缺问题受到广泛关注。Ti₃C₂MXene作为一种新型二维材料,具有丰富的表面基团、多活性位点以及优异的光热和导电性能,在光催化应用研究上逐渐深入。本文概述了Ti₃C₂MXene纳米片的结构、光电特性及合成方法,讨论了二维Ti₃C₂纳米片及其改性材料的复合结构,重点分析了Ti₃C₂纳米片在新型有机污染物降解、水分解产氢和CO₂还原的光催化应用研究进展,对Ti₃C₂纳米片的深入研究提供一定的参考价值。     

硫酸氢铵在钒基选择性催化还原催化剂表面的生成、作用及防治

电厂燃煤锅炉低负荷运行导致脱硝装置烟气温度偏低,硫酸氢铵中毒影响低温脱硝催化剂的长期稳定运行。本文分析了硫酸氢铵的形成机理及其对选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）催化剂的影响,提出控制烟气中SO₃浓度是减缓甚至避免SCR催化剂中毒的关键。文章从工艺和催化剂设计角度详细总结和分析了脱硝装置前端和脱硝装置中SO₃的控制方法,并总结了硫酸氢铵中毒催化剂的再生方法及其优缺点。分析表明,通过喷入碱性吸收剂降低脱硝装置前端SO₃浓度的工艺和对催化剂组分及结构进行合理设计以减少脱硝装置中SO₃生成的方法具有很强的实用性,是未来研究发展的重要方向。低温条件下长期运行难免导致催化剂失活,而在线升温是恢复中毒催化剂活性的良好方法,在工程设计中应考虑相应工艺。     

基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统特性的研究

以基于金属氢化物的固态储氢技术，与质子交换膜燃料电池(PEMFC)耦合，搭建了基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统试验台，测试了吸氢压力、放氢温度、氢流量等关键操作参数对氢燃料电池动力系统性能的影响。结果表明，当吸氢压力大于等于0.60 MPa时，固态储氢反应器放氢流量稳定的时间最长可达4500 s以上。当放氢温度大于60℃时，储氢反应器能完全释放氢气，且放氢时间基本相同。放氢流量越小，氢燃料电池动力系统稳定工作的时间越长。     

The opportunity of membrane technology for hydrogen purification in the power to hydrogen (P2H) roadmap: a review

The global energy market is in a transition towards low carbon fuel systems to ensure the sustainable development of our society and economy. This can be achieved by converting the surplus renewable energy into hydrogen gas. The injection of hydrogen (≤10% v/v) in the existing natural gas pipelines is demonstrated to have negligible effects on the pipelines and is a promising solution for hydrogen transportation and storage if the end-user purification technologies for hydrogen recovery from hydrogen enriched natural gas (HENG) are in place. In this review, promising membrane technologies for hydrogen separation is revisited and presented. Dense metallic membranes are highlighted with the ability of producing 99.9999999% (v/v) purity hydrogen product. However, high operating temperature (≥300 °C) incurs high energy penalty, thus, limits its application to hydrogen purification in the power to hydrogen roadmap. Polymeric membranes are a promising candidate for hydrogen separation with its commercial readiness. However, further investigation in the enhancement of H₂/CH₄ selectivity is crucial to improve the separation performance. The potential impacts of impurities in HENG on membrane performance are also discussed. The research and development outlook are presented, highlighting the essence of upscaling the membrane separation processes and the integration of membrane technology with pressure swing adsorption technology.     

电解水制氢MoS2催化剂研究与氢能技术展望

氢气具有质量轻、热值高、燃烧产物清洁等优点,被认为是理想的能源载体。氢气既能作为燃料电池的燃料,又能作为储能介质调节风能、太阳能发电系统的随机性、间歇性,正在成为未来能源的重要组成部分。为了促进电解水制氢技术与装备发展,研究高效电催化剂十分重要。本文围绕“粉末型”与“自支撑型”电催化剂结构特征,讨论基于二硫化钼（MoS₂）的析氢电催化剂的研究现状,阐述了催化活性位点调控策略与提高导电性两条技术途径,并以析氢过电位和塔菲尔曲线斜率为依据,比较不同方法制备的二硫化钼电催化剂的催化活性。表明提高二硫化钼晶相稳定性、调节其电子结构和优化催化电极结构等方法,将进一步提高基于二硫化钼的析氢催化电极性能。     

小型碳基燃料水蒸气重整制氢装置研究

设计并加工了一种小型碳基燃料水蒸气重整制氢装置,该装置为不锈钢材料,采用集成式结构设计,使得加热、气化、重整、分散等多功能部件有机地结合在一起,大大减小了装置的设计尺寸,减小了装置占有空间,降低了装置成本,实现了小型、微型化的目的,便于移动、便携式制氢装置的推广。该反应器装载花状微球Ni/CeO₂催化剂,在重整性能测试中甲烷流量为1250mL/min时,水碳比H₂O/CH₄=2：1,560℃反应温度下,该反应器表现出了良好的重整制氢性能,重整气中氢气的组成达到70%以上,甲烷的含量降至16%以下,用于高温燃料电池发电的功率计算,满足500W功率设计要求,达到550W以上。实验表明这种重整制氢装置可用于高温燃料电池供氢系统。     

Nano-confined ammonia borane for chemical hydrogen storage

There is a great demand for a sufficient and sustainable energy supply. Hence, the search for applicable hydrogen storage materials is extremely important owing to the diversified merits of hydrogen energy. In this regard, ammonia borane (NH₃BH₃, AB) containing 19.6 wt-% hydrogen has been considered as a promising material for hydrogen storage applications to realize the “hydrogen economy”, but with limits from slow kinetics of hydrogen release and by-product of trace gases such as ammonia and borazine. In this review, we introduce the recent research on AB, regarding to the nanoconfinement effect on improving the kinetics at a relatively low temperature and the prevention/reduction of undesirable gas formation.     

固体氧化物电池氧离子电解质研究进展

固体氧化物电池(SOCs)作为一种绿色、高效的全固态能量转换装置,既能在燃料电池模式下将氢、碳、烃、醇等燃料的化学能转化为电能,又能在电解池模式下分解水制氢,在缓解全球能源危机、实现碳中和等方面具有重要意义。然而,SOCs常用的Y₂O₃稳定的ZrO₂(YSZ)电解质材料在1 000 ℃以上才具有较高的离子电导率,但过高的工作温度会提高运行成本,限制材料选择,并降低系统稳定性。因此,降低工作温度一直是SOCs发展的核心问题之一,开发高电导率电解质材料和降低电解质膜厚度是实现SOCs中低温化应用的主要路径。本文从材料开发和薄膜制造两方面对中低温SOCs各类氧离子电解质的研究进展进行梳理,针对ZrO₂、CeO₂、Bi₂O₃及LaGaO₃基固体电解质,系统阐述了异价离子掺杂对提升氧离子电导率和稳定相结构的作用机制,介绍了电解质薄膜的制备技术和导电性能,为发展高性能固体氧化物电池电解质材料提供参考依据。     

二甲醚水蒸气重整制氢催化剂的研究进展

高品质氢气的在线稳定供给是质子交换膜燃料电池（PEMFC）商业化的瓶颈和亟待解决的关键问题,以二甲醚为原料经水蒸气重整制取氢气是近中期最为现实和有效的氢源供给方案之一。本文总结和评述了近期二甲醚水蒸气重整制氢催化剂的研究进展,主要集中在固体酸催化剂中氧化铝和HZSM-5分子筛酸强度、酸类型以及结构的调变对性能的影响,同时对金属催化剂特别是Pd基贵金属催化剂和Zn基催化剂的研究现状、整体式催化剂以及催化剂的失活与再生的相关研究进行了重点介绍。根据对相关研究结果的总结,提出今后该领域的重要研究方向为：开发新型In₂O₃催化剂;构建具有多级孔、纳米结构的催化剂体系;创制具有特殊结构的催化剂（以多级孔分子筛/氧化铝为核,连续无缺陷的金属催化剂为壳）。