纳米炭纤维的储氢性能初探

主要阐述了用流动催化剂法制备的纳米炭纤维的储氢特性,发现在室温下纳米炭纤维可以快速大量吸氢纳米炭纤维的储氢量远远高于目前各种储氢材料的储氢容量100nm左右的炭纤维的储氢容量高达10％以上（质量分数）,如此高的储氢容量使其在燃料电池等方面具有厂阔的应用前景.     

纳米碳纤维的储氢性能初探

主要阐述了流动催化剂法制备的纳米炭纤维的储氢特性，发现在室温下纳米炭纤维可以快速大量吸氢。纳米炭纤维的储氢量远远高于目前各种储氢材料的储氢容量。     

一种新型储氢材料─纳米炭纤维的制备及其储氢特性

利用气相流动催化法和高压容积法对纳米炭纤维的大量制备及其储氢特性进行了研究　结果表明,利用在小型装置上优化的制备工艺参数,在反应空间扩大７倍的中型装置中可以实现纳米炭纤维的大量制备　在制备过程中加入扰流管能够改变炉管中的气流状态,从而影响纳米炭纤维的直径和产率　扰流管放置在适宜的区域,能够得到直径较细、纯净、碳源转化率达３０％的纳米炭纤维　实验发现纳米炭纤维的表面处理是影响其储氢性能的主要因素,经过适当表面处理的纳米炭纤维,其储氢容量达到 １０％     

一种新型储氢材料一纳米炭纤维的制备及其储氢特性

利用气相流动催化法和高压容积法对纳米炭纤维的大量制备及其储氢特性进行研究，结果表明，利用在小型装置上优化的制备工艺参数，在反应空间扩大7倍的中型装置中可以实现纳米炭纤维的大量制备，在制备过程中加入拔流管能够改变炉管中的气流状态，从而影响纳米炭纤维的直径和产率，拔流管放置在适宜的区域，能够得到直径较细、纯净、碳源转化率达30%的纳米炭纤维，实验发现纳米炭纤维的表面处理是影响其储氢性能的主要因素，经过适当表面处理的纳米炭纤维，其储氢容量达到10%。     

储氢材料研究进展

氢能作为一种新型的能量密度高的绿色能源,正引起世界各国的重视。储存技术是氢能利用的关键。储氢材料是当今研究的重点课题之一,也是氢的储存和输送过程中的重要载体。本文综述了目前已采用或正在研究的储氢材料,如金属(合金)储氢、碳基储氢、有机液体储氢、络合物储氢、硼烷氨储氢等材料,比较了各种储氢材料的优缺点,并指出其发展趋势。     

一维碳纳米材料储氢机理及应用前景

氢能的储存是氢能利用的关键，一维碳纳米材料具有非常高的比表面积及一些常规材料所不具备的特异效应和性能，有望成为颇具优势的储氢材料。通过简述一维碳纳米材料储氢在各国的研究成果，表明其储氢容量比现有的一般储氢技术高1至2个数量级，引起世人的瞩目；详细介绍了碳纳米纤维的储氢机理，可能包括氢的物理和化学吸附两种形式，详细情况尚待深入研究；除此以外，还有许多诸如：如何提高体积储氢密度和氢的吸脱附速度及动力学和实用条件下的吸放氢研究等问题需要解决。     

高压复合储氢罐用储氢材料的研究进展

氢能因来源广、无污染、热值高等特点成为解决能源问题的重要方案。随着燃料电池技术的发展,氢能在车载方面的应用得到进一步拓宽,但氢气的加注、存储问题成为限制氢能汽车发展的瓶颈之一。实现氢气安全高效的存储是氢能规模化应用的关键。目前主要的储氢方式有高压气态、低温液态、固态。通过增加氢气压力和提高容器材料的比强度,可有效提高气态储氢系统的质量储氢密度,但由于气体分子间作用力的影响,高压气态储氢的体积储氢密度较低。同时过高的氢压对安全储氢罐的设计和成本也是一大挑战。通过加压、降温液化氢气实现的液态储氢拥有理想的质量储氢密度和体积储氢密度,但保存液态氢对设备要求十分苛刻,且液化氢气所需能耗为氢燃烧热值的40%,得不偿失。固态储氢方式将氢以原子、离子的形式存储于氢化物中,因此固态储氢材料的体积储氢密度可观,且材料吸/放氢条件温和,安全性高,但固态储氢材料的质量储氢密度不占优势。高压复合储氢罐将高压储氢技术与固态储氢材料相结合,同时拥有气态储氢与固态储氢的优势,是实现安全高密度储氢的有效途径。通过气-固复合的储氢方式,可有效提升高压储氢罐的体积储氢密度,减小储氢罐体积,降低充氢压力,提高安全性。而发展在高压条件下具有良好充/放氢特性的储氢材料是提升高压复合储氢罐性能的关键。TiCr2基、ZrFe2基AB2型合金是主要的高压储氢合金,对它们的研究集中在通过利用不同原子半径、电子结构的合金元素进行A侧和/或B侧元素替代,实现对合金平台压、容量、吸放氢动力学性能的有效调控。但TiCr2基、ZrFe2基储氢合金的质量储氢密度仍然偏低,相比之下,NaAlH4与AlH3具有高的储氢密度,是潜在的高压储氢材料。通过纳米化、掺杂催化剂等手段能够有效降低NaAlH4的脱氢温度,提高其循环稳定性;通过球磨、改善溶剂等方法可提升AlH3的合成产率、改善其结晶性。本文简要介绍了高压复合储氢罐的原理及对高压储氢材料的主要性能要求,着重评述了间隙型储氢合金(TiCr2、ZrFe2)、铝基金属氢化物(NaAlH4、AlH3)两类高压储氢材料的结构、性能特点及研究进展。     

新型纳米结构炭材料的储氢研究

氢能是一种清洁的可再生能源。由于传统的储氢材料和储氢技术达不到氢燃料电池电动车的实用要求,储氢问题已成为氢能应用中最急需解决的关键问题。近年来,各种新型纳米结构炭材料的储氢已成为国际上的一个研究热点,引起了人们的广泛关注。但在这一研究领域中一直存在着许多争议和很大的分歧。通过综述国内外近几年来各种新型纳米结构炭材料如单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨纳米纤维以及炭纳米纤维等的储氢研究进展,指出了这一领域中需要解决的问题如储氢测试方法的标准化、纳米结构炭材料的评价以及储氢机制和吸附位的研究等。     

高容量储氢材料的研究进展

氢能是一种理想的二次能源.氢能开发和利用需要解决氢的制取、储存和利用3个问题,而氢的规模储运是现阶段氢能应用的瓶颈.氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种.固态储氢材料储氢是通过化学反应或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氖气储存方式.由轻元素构成的轻质高容量储氢材料,如硼氢化物、铝氢化物、氨摹氢化物等,理论储氢容量均达到5%(质量分数)以上,这为固态储氢材料与技术的突破带来了希望.新型储氢材料未来研究的重点将集中于高储氢容量、近室温操作、可控吸/放氢、长寿命的轻金属基氢化物材料与体系.     

核壳结构纳米镁基复合储氢材料研究进展

氢能的有效开发和应用主要需解决氢的安全、高效储运瓶颈问题。MgH_2具有高储氢容量、资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是最具发展前途的一类储氢材料。但是,MgH_2较高吸放氢温度和较慢吸放氢速率限制了其实际应用。核壳结构纳米镁基储氢材料有助于材料储氢性能的改善,目前已取得了大量成果。本文针对国内外纳米镁基核壳结构储氢体系研究现状,归纳了该类储氢材料的制备方法,重点阐述和总结了其吸放氢热力学动力学性能、微观结构、物相变化,并对该领域的研究成果和方向进行了总结和展望,指出调控核壳结构镁基材料的纳米尺寸、添加高效纳米催化剂及其综合协同作用是镁基储氢材料领域未来的研究趋势和重要研究方向。     

储氢技术及其关键材料研究进展

氢能是未来能源结构中最具发展潜力的能源载体,氢的廉价制备、安全高效储送以及大规模应用是当今研究的重点,而氢能的储存是其中的关键性问题.本文综述了目前主要的储氢技术和储氢材料,如高压气态储氢、低温液态储氢、合金储氢、有机液体氢化物储氢、碳质材料储氢和金属有机骨架类聚合物储氢等,并对未来的研究方向进行了展望.     

储氢材料的研究进展

氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢的储存是发展氢能技术的难点之一.本文综述了目前主要的储氢材料,如合金储氢、配位氢化物储氢、碳质材料储氢、有机液体氢化物储氢,并对未来的储氢材料发展进行了展望.     

纳米结构及离子束改性对储氢材料性能的影响

氢能作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源,已受到人们的极大重视.传统的储氢材料存在吸放氢动力学差和释氢温度高的缺点,不利于使用.综述了纳米结构和离子束技术对储氢合金性能的影响,指出纳米化以及离子束改性是改善储氢合金动力学特性和释氢温度的有效途径.     

储氢材料发展现状

氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源。被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，氢的存储是目前制约氢能发展的关键因素之一。本文主要介绍了储氢合金、碳质储氢材料、络合物储氢材料、改性四氧化三铁储氢材料等数种储氢材料的发展现状，简单介绍其储氢机理和应用前景。     

纳米碳管电化学储氢的研究进展

纳米碳管的储氢是近年来纳米碳管领域研究的一个热点。纳米碳管储氢研究有两种方法，一种是气相法，另一种是电化学法。本文对纳米碳管电化学储氢的基本原理、纳米碳管电化学储氢的理论计算以及氢与纳米碳管的相互作用机制，特别是目前单壁和多壁纳米碳管电化学储氢的实验研究进展进行了综述，展望了利用其电化学储氢特性作为高性能电池的可能性。     

国外储氢材料的研究现状

随着能源问题的不断升级和石油资源的不断减少，由于氢能具有的优异特性被誊为21世纪的能源，许多国家都在加紧部署、实施氢能战略，目前国外开展的储氢材料的研究主要有金属氢化物储氢、碳基材料储氢、化学储氢、压缩低温罐储氢。     

机械球磨法在纳米储氢材料制备中的应用

机械球磨法是纳米储氢材料制备和加工的重要方法之一。通过机械球磨法制备的材料具有纳米化、合金化和非晶化等优良特性,储氢材料的动力学和热力学性能得到改善。机械球磨法操作工艺简单、成本低、效率高,使其成为制备纳米储氢材料的理想方法之一。简要介绍了机械球磨法的基本原理,重点阐述了机械球磨法在制备纳米储氢材料方面的应用,并对影响机械球磨效果的主要因素进行了分析。对于机械球磨法在制备纳米储氢材料领域的实际应用具有一定的指导意义。     

高密度储氢材料研究进展

氢是一种清洁的燃料,氢能是未来有发展前景的新型能源之一.氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈.氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标.固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式.高密度储氢材料由轻元素构成,包括铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物、氨硼烷等,理论储氢质量分数均达到5%以上.综述了高密度储氢材料的研究进展,认为高储氢容量、近室温操作、可控吸/放氢、长寿命的轻质氢化物材料有希望达到燃料电池和移动氢源应用的目标.     

固体储氢材料的研究进展

论述了目前几种主要固体储氢材料的研究进展,包括金属基合金材料(镁系合金、稀土系合金、钛系合金和锆系合金)、碳基材料(活性炭、石墨纳米纤维、碳纳米纤维和碳纳米管)、玻璃微球、配合物以及金属有机框架物。通过比较各种材料储氢的机理与方式、吸放氢的温度与压力、循环寿命,分析了其优缺点,并展望了固体储氢材料未来的发展趋势,认为开发安全稳定高效的复合储氢材料、实现固体储氢材料的工业化制备是未来储氢材料研究的新方向。     

纳米碳管储氢机理的电化学研究

对流动催化剂法制备的平均直径为6nm的多壁纲米碳管（Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)进行纯化处理，提纯后的多壁纳米碳管利用透射电镜（TEM）表征和电化学储氢研究。同时对该纳米碳管电极进行了自放电实验。结果表明：多壁纳米碳管具有奶高的电化学储氢容量（739mAh/g），但氢与多壁纳米碳管之间的作用力很微弱，氢很容易从多壁纳米碳管中逃逸出。另外，通过对多壁纳米碳管的气相储氢性能的测试，根据实验结果推测；纳米碳管电化学储氢和气相储氢的主要吸附机理相同，即都是物理吸附。