固体储氢材料的研究进展

氢的廉价制取、安全储运以及高效应用是目前氢能研究领域的重点,而安全、高效的氢储运是实现氢能规模化应用的技术关键,因此高容量固态储氢材料的研发具有重要的学术意义和应用价值。固体材料储氢因储氢密度大、安全系数高而成为最有前景的储氢技术,得到了研究者们的广泛关注。本文针对目前国内外固体储氢材料研究现状,论述了几种固体储氢材料的研究进展,包括物理吸附类储氢材料、金属基储氢材料、配位氢化物和水合物储氢材料。重点评述了固态储氢材料中最具发展潜力的镁基储氢材料,并阐述了合金化、纳米化、添加催化剂以及复合轻金属配位氢化物等几种改性方法对镁基储氢材料储氢机理、微观结构、热力学性能、动力学性能的影响。制氢-储氢-用氢一体集成化设计应是固态储氢尤其是镁基储氢产业化应用发展道路,而镁基固态储运氢技术的发展,将可能实现氢气安全高效及大规模储运。     

储氢材料在高能固体火箭推进剂中的应用

系统介绍了金属氢化物、金属配位氢化物、金属氮氢化合物以及氨硼烷等储氢材料,在此基础上总结了储氢合金、轻金属氢化物和金属硼氢化合物在高能固体火箭推进剂领域的应用研究进展,指出上述储氢材料能够促进推进剂组分的分解,改善推进剂的燃烧性能并提高推进剂的能量性能;同时分析了各类储氢材料在高能固体推进剂中的应用前景和制约因素,提出金属氢化物和金属配位氢化物是可能应用于高能固体火箭推进剂的储氢材料;同时,需重点关注储氢材料对氧气和水的高敏感性以及与推进剂的相容性差等可能的制约因素。附参考文献37篇。     

储氢功能材料的研究进展

综述了各种不同储氢材料的分类、储氢机理、研究进展,指出未来应用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）车用氢燃料电池中的储氢材料,最具发展潜力的是大容量储氢合金、锂-铝及锂-硼金属配位氢化物和有机液体储氢。     

镁基储氢材料电化学性能简述

面对近年来日益严重的能源危机,世界各国纷纷采取切实措施,保护环境,开发新能源。氢能这一新能源体系就是在这样的背景下应运而生的。一、镁基合金的性能镁基储氢合金作为理想的固态储氢材料,具有储存量大（Mg2NiH4的储氢量为3．6wt％,理论电化学容量为999mAh／g）、资源丰富、价格低廉,比重小,对环境友好等优点,被认为是极具潜力的车载储氢材料。镁基储氢合金形成的氢化物在室温下稳定不易脱氢,有高的放氢过电位和低的放氢量,很难室温条件下的实际应用。     

储氢材料在高能固体火箭推进剂中的应用分析

针对高能固体火箭推进剂使用储氢材料进行了分析,从金属氢化物、金属氮氢化合物以及金属配位氢化物这几方面着手,对储氢材料分解推进剂组分、改善燃烧性能等作用作了分析,然后对其在推进剂中的实际应用及发展前景作了阐述。     

金属储氢材料研究进展

综述了金属储氢原理、目前国内外金属储氢材料的研究现状及应用研究进展,对镁系、稀土系、Laves相系、钛系及金属配位氢化物等几个系列金属储氢材料当前的研究热点和存在问题进行了详细介绍,并对未来金属储氢材料在民品和军工方面的应用研究方向和发展趋势进行了展望。     

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。     

镁基储氢合金合成与改性方法的研究进展

报道了镁基储氢合金的合成方法以及镁基储氢合金主要的改性方法。对熔炼法、机械合金化法、扩散法、氢化燃烧法等制备镁基储氢合金的方法进行了综述：介绍了改善合金热力学和动力学性能的研究进展。指出了今后镁基储氢合金的研究重点。     

储氢材料的研究分析

氢能作为一种可再生能源,为了使其有效的利用的关键技术是开发出安全、经济、便携的存储体系.综述了几种储氢材料,如金属氢化物、配位氢化物、碳基纳米材料以及石墨烯储氢材料,同时简要介绍了石墨烯的几种制备方法及其性质.最后对该领域的研究方向进行了总结和展望.     

浅谈金属氢化物储氢及常用的金属储氢材料

综述了具有安全性能高、储氢密度大和便于运输优点的金属氢化物储氢技术及其常用材料,主要包括综述镧系、钛系、镁系和锂系等不同金属储氢材料国内外应用现状;介绍了金属氢化物材料的储氢原理、容量和动力学行为,表明通过加入适当的催化剂以及通过引入具有改善的表面性质的缺陷的球磨,可以提高材料动力学性质和循环寿命。提出通过改善金属氢化物的热行为和循环行为,研发具有竞争性的高容量储氢材料。     

新型贮氢材料的研究进展

氢能作为资源丰富、绿色环保的清洁能源而被广泛研究,氢的贮存和运输是氢能应用的关键。金属络合氢化物、碳纳米管、沸石具有较高的贮氢容量,成为贮氢材料研究的热点。综述了金属络合氢化物、碳纳米管、沸石等新型贮氢材料的研究进展,讨论了各种贮氢材料的特点与性能,对其实用性和应用前景进行了分析。     

化学储氢研究进展

氢气作为一种高效、清洁的能量载体,被视为21世纪最具发展潜力的能源。氢的储存是氢能规模化应用的关键,相比于物理储氢,化学储氢更加高效安全。常用的化学储氢方式主要有金属氢化物、配位氢化物、有机液体氢化物等。本文综述了上述3种主要储氢方式的研究进展并指出存在的问题。金属氢化物中,如新近发现的多相R-Mg-Ni系储氢合金储氢量较高,价格低廉,但其仍存在过于稳定、加/脱氢动力学性能差等问题;配位氢化物含有丰富的轻金属元素,储氢密度较高,但存在可逆循环性能差的问题,限制了其应用;液体有机物储氢量高,还可以同汽油一样在常温常压下运输,且环己烷、苯等液体有机储氢介质均为工业上可以大规模生产的化学品,如果能开发出高稳定性、高转化率和高选择性的脱氢催化剂,将大幅度推动氢能规模化应用。     

Preparation of Magnesium‐based Hydrogen Storage Materials and Their Effect on the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate

Magnesium‐based hydrogen storage materials (MgH₂, Mg₂NiH₄, and Mg₂Cu‐H) were prepared and their structures were determined by XRD and ICP investigations. Mg₂NiH₄ has a monoclinic crystal structure and Mg₂Cu‐H is a mixture of MgCu₂ and MgH₂. The effects of magnesium‐based hydrogen storage materials on the thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP) were studied by thermal analysis (DSC). It was found that magnesium‐based hydrogen storage materials show obvious boosting effects on the thermal decomposition of AP. The thermal decomposition peak temperature of AP was decreased, while the heat release of the decomposition of AP was increased. It was revealed that the effects of magnesium‐based hydrogen storage materials on the decomposition of AP become stronger with increasing content. The influence mechanism on the thermal decomposition of AP is suggested as follows: hydrogen released from magnesium‐based hydrogen storage materials and Mg, Ni, or Cu react with the decomposed products of AP.     

储氢技术研究进展

介绍了高压压缩储氢、深冷液化储氢、金属氢化物储氢、碳纳米管吸附储氢及有机液体氢化物储氢等几种储氢技术的发展现状,并指出储氢技术未来的发展方向.     

元素掺杂对镁基储氢合金电化学性能的影响

利用氢化燃烧合成复合高能球磨法制备镁基储氢电极合金Mg2NiH4,并对合金进行不同元素(Cr、Co、Nb、Ti和V)掺杂处理。使用X线衍射仪(XRD)和电化学工作站对材料结构性能进行表征,并考察不同元素掺杂对电极合金的结构和电化学性能的影响。结果表明:少量金属元素掺杂处理并没有改变合金的主相结构。元素掺杂降低了合金电极的最大放电容量和动力学性能,但是合金电极的电化学循环稳定性均得到不同程度的提高,其中Ti掺杂处理对于改善合金电极电化学循环性能最为明显。     

纳米复合镁基储氢材料的研究进展

介绍了纳米复合镁基储氢材料的最新进展，重点阐述了镁与金属、非金属和金属间化合物等的纳米复合材料。     

Solid‐state Materials and Methods for Hydrogen Storage: A Critical Review

Hydrogen is important as a new source of energy for automotive applications. It is clear that the key challenge in developing this technology is hydrogen storage. Current methods for hydrogen storage have yet to meet all the demands for on‐board applications. High‐pressure gas storage or liquefaction cannot fulfill the storage criteria required for on‐board storage. Solid‐state materials have shown potential advantages for hydrogen storage in comparison to other storage methods. In this article, the most popular solid‐state storage materials and methods including carbon based materials, metal hydrides, metal organic frameworks, hollow glass microspheres, capillary arrays, clathrate hydrates, metal nitrides and imides, doped polymer and zeolites, are critically reviewed. The survey shows that most of the materials available with high storage capacity have disadvantages associated with slow kinetics and those materials with fast kinetics have issues with low storage capacity. Most of the chemisorption‐based materials are very expensive and in some cases, the hydrogen absorption/desorption phenomena is irreversible. Furthermore, a very high temperature is required to release the adsorbed hydrogen. On the other hand, the main drawback in the case of physisorption‐based materials and methods is their lower capacity for hydrogen storage, especially under mild operating conditions. To accomplish the requisite goals, extensive research studies are still required to optimize the critical parameters of such systems, including the safety (to be improved), security (to be available for all), cost (to be lowered), storage capacity (to be increased), and the sorption‐desorption kinetics (to be improved).     

含能材料热安定性及热安全性评价方法研究进展

概述含能材料热安定性及热安全性的 3类评价方法在操作过程及试验结果上的局限性。介绍了一种将基本安定性试验评价法与自加速分解温度 (SADT)评价法相结合 ,从而实现对含能材料热安定性及热安全性进行评价的新方法。对该方法的先进性和应用前景进行了论述。     

金属氢化物应用最新研究进展

综述了金属氢化物(MH)的应用技术，包括MH在氢的储存运输、氢汽车、热泵、热一机械能转换、氢的分离与精制、电池和催化等方面的应用。存在贮氢能力低、对气体杂质高度敏感、初始活化困难等问题。今后应开发可逆氢容量大、价格性能比合适、寿命长的新型MH。