一次電池可充電電池（二次電池）燃料電池儲備電池（激活電池）能源材料“化學能—電”轉換材料（各類化學電池）“光—電”轉換材料“熱—電”轉換材料儲能材料第一頁，共50頁。

“化學能—電”轉換材料，也叫做“化學電源”或“電池”是一種能量轉換裝置。放電時，化學能轉變為電能，充電時,電能轉換為化學能儲存起來，一次電池的反應不可逆的，二次電池的反應是可逆的。1“化學能—電”轉換材料（化學電源）第二頁，共50頁。化學電源（電池）主要是由電極（包括電極粘結劑）、電解質、隔膜以及外殼（包括電池封口劑）所組成。

電極是電池的核心部分，它是由活性物質和導電骨架所組成。活性物質是指正、負極中參加成流反應的物質，是決定化學電源基本特性的重要部分。

電解質在電池內部正、負極之間擔負著傳遞電荷的作用，要求比電導高，電壓降要小。電解質有液體電解質和固體電解質之分。

1.1化學電源的結構第三頁，共50頁。隔膜的作用是防止正、負極活性物質的直接接觸，防止電池內部的短路。隔膜的形狀薄膜、板材、棒材等。外殼是電池的容器，在化學電源（電池）中，除了鋅錳干電池是以鋅電池（負極）兼作外殼以外，其它電池都有獨立的外科，外殼要求機械強度高、耐針對、耐沖擊、耐腐蝕、耐溫度的變化。第四頁，共50頁。電極是電池的核心。一般電極都是由三部分組成，一是參加成流反應的活性物質；二是為改善性能而加入的導電劑；三是少量的添加劑，如緩沖劑等。1.1.1電極類型及結構化學電源常用的電極有片狀、粉末多孔狀和氣體擴散電極等幾種。第五頁，共50頁。

片狀電極是由金屬片或板直接制成，鋅-錳干電池以鋅片沖成圓筒作負極，鋰電池的負極用鋰片。

粉末多孔電極的應用極廣，因為電極呈現多孔狀時，其直接表面積大，電化學極化和濃差極化小，不易鈍化。電極反應在固—液界面上進行，充、放電過程中生成的枝晶少，可以防止電極間的短路。

氣體擴散電極是粉末多孔電極在氣體電極中的應用。電極的活性物質是氣體。氣體電極反應在電極微孔內表面形成的氣—液—固三相界面上進行。目前工業上已經得到應用的氣體擴散電極是氫電極和氧電極。典型的電極結構有：雙層多孔電極（培根型電極）、防水型電極、隔膜型電極等。第六頁，共50頁。1.1.1.2電極粘結劑

電極常用的粘結劑一般都是高分子化合物，如聚乙烯醇（PVA），聚四氟乙烯（PTFE），羧甲基纖維素（CMC）等。1.1.1.2化學電源用隔膜化學電源用的隔膜材料有天然或合成的高分子材料，無機材料等。根據原料特點和加工方法不同，可將隔膜分成有機材料隔膜，編織隔膜，氈狀膜，隔膜紙和陶瓷隔膜等。1.1.1.3封口劑

電池封口劑有環氧樹脂，瀝青，松香等。

第七頁，共50頁。1.1.5電池組（電池堆）

當需要電池輸出高電壓或大電流時，可以將若干個電池通過串聯、并聯、復聯的方式組成電池組（電池堆）來使用。第八頁，共50頁。

一次電池又稱為原電池，如果原電池中電解不流動，則成為干電池，由于電池反應本身不可逆，或可逆反應很難進行，所以一次電池放電后不能充電再用。

二次電池，習慣上又稱為可充電電池或蓄電池，它是充、放電過程能夠反復多次循環使用的一類電池。燃料電池又稱連續電池，它是將活性物質（燃料）連續注入電池，使其連續放電的一種電池。儲備電池又稱為激活電池，這類電池的正負極活性物質在儲存期不直接接觸，使用前臨時注入電解液或用其它方法使電池激活。

1.2化學電源的分類第九頁，共50頁。

我們將學習幾種有代表性的電池材料。關于一次電池涉及到鋅-錳干電池、堿性鋅-錳電池、鋅-汞電池、鎘-汞電池、鋅-銀電池、堿性鋅-空氣電池、鋰電池、鋰離子電池、一些固體電解質電池（銀-碘電池）。關于二次電池涉及到鉛酸蓄電池、鎘-錳電池、氫-鎳電池、金屬氫化物-鎳電池（MH-Ni電池）、固體電解質電池（鈉-硫電池）、鋰電池、鋰離子電池、一些固體電解質電池。

第十頁，共50頁。關于燃料電池涉及到堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）、直接甲醇（DMFC）燃料電池。關于儲備電池涉及到熱激活電池、水激活電池。具體有鋅-銀電池、鎂-銀電池、鉛-高氯酸電池等。第十一頁，共50頁。

1.3化學電源的應用化學電源具有能量轉化效率高、方便、安全可靠等優點，所化學電源被廣泛地用于工業、軍事及日常生活之中。

一次電池常用于低功率和中等功率的放電.這種電池外形多為圓柱形、鈕扣式、扁形，常以單體或電池組的形式用于各種便攜式電器和電子設備。圓柱形電池廣泛用于照明、信號、報警裝置、收音機、收錄機、計算器、電動剃須刀、吸塵器等家庭生活用品上；鈕扣式電池用于手表、計算器、電子詞典等物品；薄形電池用作CMOS電路記憶儲存電源等。此外，一次電池還廣泛用于軍事便攜通訊、雷達、氣象和導航儀等。第十二頁，共50頁。

二次電池及其電池組常用于較大功率放電，汽車啟動、照明、點火、應急電源人造衛星、宇宙飛船。此外，二次電池組在電動車輛動力方面也顯示出了廣闊的應用前景。燃料電池適合于長時間連續工作的場合，可以用于電動車輛的動力，也可以作為發電廠的發電裝置，據介紹，美國的NASA曾經成功地將燃料電池應用于阿波羅飛船的登月飛行和載人航天器中。

儲備電池可用作導彈的電源、心臟起搏器的電源等。第十三頁，共50頁。1.4各類電池的簡介1.4.1一次電池在化學電源中，一次電池的歷史最為悠久，產量最大，應用最為廣泛。這種電池不能用簡單的方法再生，不能充電，用后要廢棄。典型的一次電池有鋅-錳電池——包括傳統的勒克郎謝電池、紙板電池、堿性鋅-錳電池、無汞鋅-錳電池，鋅-氧化汞電池、鋅-空氣電池。第十四頁，共50頁。1.4.2二次電池

二次電池以鉛酸蓄電池、鎘-鎳電池、氫-鎳電池為其典型代表，此外固體電解質電池、鋰電池、鋰離子電池是非常有前途的三類二次電池，尤其是鋰電池、鋰離子電池既可以作為一次電池，也可以作為二次電池，最有發展前途。第十五頁，共50頁。1.4.3激活電池

又稱“貯備電池”，電池正負極活性物質和電解質在貯存期間不直接接觸。激活電池在使用前處于惰性狀態，使用時借助動力源作用于電解質，使電池激活，激活方式有氣體激活，液體激活和熱激活，一般來說，激活電池能夠貯存幾年甚至十幾年。第十六頁，共50頁。

1.4.4燃料電池

在上一次課中，我們講了能源材料之一——原電池的情況，今天我們介紹燃料電池、光—電轉換、熱—電轉換材料的情況。原電池和燃料電池都屬于電池，但是實際上它們具有很大的區別：原電池是能量儲存裝置，而燃料電池則是能量轉換裝置，它需要不斷地通入燃料（在陽極，即負極）和氧化劑（在陰極，即正極），將氧化反應的化學能直接轉換為電能，燃料電池所用的氧化劑一般為氧氣或空氣。

第十七頁，共50頁。

我們知道，原電池所能夠發出的最大電能是參入電化學反應的化學反應的化學物質完全反應時所產生的電能，當全部的反應物質消耗完畢以后，原電池就不再發電了。但是對于燃料電池來講，如果不考慮元件的老化和故障等因素（燃料電池有一定的壽命），只要不斷地向燃料電池提供燃料和氧化劑，燃料電池就能夠連續不斷地發出電力。燃料電池的種類很多，關于燃料電池的分類也有很多種：

第十八頁，共50頁。

其基本分類有兩種：直接燃料電池和非直接燃料電池。直接燃料電池是直接利用通入的燃料來發電。直接燃料電池也有直接型（一次電池，反應產物被排放掉）和再生型（二次電池，利用熱再生、充電再生、光化學再生、放射化學再生的方法將反應產物再生為反應物）。非直接燃料電池是指所通入的燃料并不被燃料電池直接使用，需要進一步加工處理，其產物才能夠被燃料電池所使用。它也有兩種類型；一種是“重整型”燃料電池，是指對有機燃料加工使其轉變為氫氣，而后被燃料電池直接使用；另一種是“生化型”燃料電池，生化物質在一些酶的作用下轉換為氫氣，而后被燃料電池直接使用。

第十九頁，共50頁。

燃料電池按照工作溫度的高低可以分為低溫燃料電池[包括氫-氧、有機物-氧、氮化物（氨、肼等）-氧、金屬-氧、氫-鹵素、金屬-鹵素等型式的燃料電池]、中溫燃料電池（包括氫-氧、有機物-氧、氨-氧）、高溫燃料電池（包括氫-氧、CO-氧）、超高溫燃料電池。它們所對應的工作溫度范圍分別為25℃~100℃；100℃~500℃；500℃~1000℃和1000℃以上。

第二十頁，共50頁。化學電源用的隔膜材料有天然或合成的高分子材料，無機材料等。具體來說，就由太陽光的光量子與材料相互作用能夠產生光生載流子。儲能（也稱貯能，EnergyStorage）包括自然儲能和人為儲能這兩大類。關于儲備電池涉及到熱激活電池、水激活電池。在上述熱電轉換效應被發現后，就被人們所利用，最早是用在測溫領域，被稱為：溫差電偶（人們更習慣的稱呼是：熱電偶，ThermoelectricCouple），現已廣泛用于測溫技術和溫度傳感器。第四十七頁，共50頁。化學儲氫法是指儲氫物質與氫分子之間發生化學反應生成化合物來具有吸附或釋放氫的作用，具體的方法有：金屬氫化物儲氫、無機化合物儲氫和有機液態氫化物儲氫等。燃料電池的種類很多，關于燃料電池的分類也有很多種：但是請記住：并非所有的相變材料都可以用作相變儲能材料，它需要滿足以下幾個要求：第一是熱性能要求，要有合適的相變溫度、相變熱較大合適的熱導率（一般宜大）；當兩接點的溫度差?T很小時，溫差電動勢?V正比于?T，比例常數就稱為塞貝克系數（Seebeckcoefficient）或溫差電動勢率（thermoelectricpower）αab電池封口劑有環氧樹脂，瀝青，松香等。但相對來說，人們更重視后一類儲能方式，這是因為人為儲能可以通過人類的自身努力、按照人們的意愿來可逆地來儲存能量與釋放能量。原電池和燃料電池都屬于電池，但是實際上它們具有很大的區別：原電池是能量儲存裝置，而燃料電池則是能量轉換裝置，它需要不斷地通入燃料（在陽極，即負極）和氧化劑（在陰極，即正極），將氧化反應的化學能直接轉換為電能，燃料電池所用的氧化劑一般為氧氣或空氣。雙極板的一側與前一個燃料電池的陽極相連，另一側與后一個燃料電池的陰極相連。當將所產生的電子—空位對依靠半導體內形成的勢壘分開而到達兩極時，兩極之間就會產生電勢差，這就是光伏效應。第三是物理性能要求，蒸氣壓要低、體膨脹率要小、密度要大；

按照電解質的不同，燃料電池又可以分為五大類：堿性燃料電池（簡稱AFC，AlkalineFuelCell）、磷酸燃料電池（簡稱PAFC，PhosphorousAcidFuelCell）、熔融碳酸鹽燃料電池（簡稱MCFC，MoltenCarbonateFuelCell）、固體氧化物燃料電池（簡稱SOFC，SolidOxideFuelCell）、質子交換膜燃料電池（簡稱PEMFC，ProtonExchangemembraneFuelCell）。另外，關于直接甲醇燃料電池（簡稱DMFC，DirectMethanolFuelCell）由于它所使用的電解質是質子交換膜，所以人們一般將它歸類為質子交換膜燃料電池。下表是這五大類燃料電池的主要特性與用途。

第二十一頁，共50頁。電池類型_簡稱AFCPAFCMCFCSOFCPEMFC電解質KOH磷酸Li2CO3-K2CO3YSZPEM電解質形態液體液體液體固體固體陽極Pt/NiPt/CNi/Al，Ni/CrNi/YSZPt/C陰極Pt/AgPt/CLi/NiOSr/LaMnO3Pt/C工作溫度，℃50~20060~80150~220~650900~1050應用航空、航天，共發電，機動車，共發電共發電共發電，機動車領域機動車輕便電源便攜式電源

注：①YSZ是氧化釔穩定的氧化鋯；②PEM是質子交換膜的簡稱，目前常用的有美國杜邦（DuPont）公司的Nafion膜和道爾（Dow）公司的Dow膜。

第二十二頁，共50頁。

單個燃料電池的工作電壓大約0.7V，為了獲得實際需要的電壓，需將幾個、幾十個甚至幾百個燃料電池連接起來，組成所謂的電池堆。在電池堆中，兩個相鄰的燃料電池通過一個雙極板。雙極板的一側與前一個燃料電池的陽極相連，另一側與后一個燃料電池的陰極相連。

第二十三頁，共50頁。燃料電池的優點是：具有高效率、高可靠性、良好的環境效益、良好的操作性能、發電計劃和容量調節的靈活性。燃料電池還存在的問題和制約發展的因素：①市場價格昂貴；②高溫時壽命以及穩定性不夠理想；③燃料電池技術不夠普及；④沒有完善的燃料供應體系。第二十四頁，共50頁。2太陽能電池（光-電轉換材料）太陽能電池是利用太陽光與材料相互作用直接產生電能的。太陽電池發電是基于光伏效應（或稱作“光生伏打效應”或“光電效應”，PhotovoltaicEffect）。具體來說，就由太陽光的光量子與材料相互作用能夠產生光生載流子。當將所產生的電子—空位對依靠半導體內形成的勢壘分開而到達兩極時，兩極之間就會產生電勢差，這就是光伏效應。

第二十五頁，共50頁。太陽能電池材料：目前，用來產生光伏效應的材料只有半導體材料。制作太陽電池的半導體材料有元素半導體、化合物半導體和各種固溶體。

第二十六頁，共50頁。實際上，在半導體中可利用各種勢壘（如pn結等）來形成光伏效應。P型半導體為空位導電，n型半導體為電子導電。無光照時，在擴散作用下，n區的過剩自由電子向p區擴散，使其帶負電，p區的過剩空位向n區擴散，使其帶正電，pn結兩邊形成電位差，即內建電場—勢壘電場，內建電場阻止載流子通過pn結進一步擴散，從而造成平衡狀態。在光照下，大于一定能量的光子，在p區和n區會激發產生光生載流子，即電子和空位對。它們擴散到pn結附近時受到內建電場作用，電子驅向n區，空穴驅向p區，使得n區有過剩的電子，p區有過剩的空位。這樣，pn結附近又形成一個與內建電場方向相反的電場—光生電場，即p區和n區之間產生光生伏特電動勢，從而形成光伏效應。第二十七頁，共50頁。

目前最有希望大量應用的是硅太陽電池，單晶硅太陽電池的光電轉換效率高，但材料價格較貴。多晶硅太陽電池效應達到13%，半導體GaAs的轉換效率可達20%~28%，太陽電池的轉換效應與結構有關。除此以外，還有一些固溶體，主要有GaAlAs、GaInP、InGaAs、CuInGaSe2、SiGe、SiC等，這些固溶體的物理性能隨固溶體的組成比例而變化。因此可以利用這一特點調整參數，以滿足太陽能電池的要求。第二十八頁，共50頁。3熱-電轉換材料

1882年，德國物理學家塞貝克發現了第一個溫差電現象(thermoelectricphenomena),后被稱為塞貝克效應。后來，科學家又發現了珀耳帖效應和湯姆孫效應。這三種溫差電效應是相互關聯的。第二十九頁，共50頁。

從19世紀以后，利用塞貝克效應的溫差電偶(也稱為熱電偶)(thermoelectriccouple)已被廣泛用于溫度的測試和溫度傳感器。另外，利用塞貝克效應還可以制作溫差發電機，利用珀耳帖效應可以制作溫差電制冷器(thermoelectriccoolingdevice)。當然，采用金屬材料制作的溫差發電機和溫差電制冷器的性能很差，難于實際應用。后來，到了20世紀50年代，隨著半導體材料科學的發展，半導體溫差制冷器的性能得到顯著改善，并被廣泛應用。因為有實用意義的溫差電制冷，都是用半導體材料制作的，所以習慣上把溫差電制冷器稱為半導體制冷器。第三十頁，共50頁。（1）塞貝克效應（Seebeckeffect）是指把兩種不同的金屬a、b連接成閉合回路，當其兩個接點的溫度不同時，在回路中就有電流流過，產生這溫差電流的電動勢就稱為溫差電動勢。當兩接點的溫度差?T很小時，溫差電動勢?V正比于?T，比例常數就稱為塞貝克系數（Seebeckcoefficient）或溫差電動勢率（thermoelectricpower）αab

3.1熱電三效應第三十一頁，共50頁。（2）珀耳帖效應（Peltiereffect）是在塞貝克效應發現后13年，法國鐘表技師珀耳帖發現了第二個溫差電效應。即，當電流流過由兩種不同材料（導體或半導體）組成的熱電偶時，其一接點將釋放熱量，而另一接點將吸收熱量，后來人們稱此為珀耳帖效應。

第三十二頁，共50頁。（3）湯姆孫效應（Thomsoneffect）是湯姆孫（又名開爾文）用熱力學理論推導塞貝克效應與珀耳帖效應之間的聯系時，發現的第三種溫差電效應，被稱為湯姆孫效應。具體表述為：當電流流過有溫度差?T的均勻導體時，除了會產生不可逆的焦耳熱以外，還有可逆的湯姆孫熱?Q被放出或被吸收。

第三十三頁，共50頁。

這三種溫差電效應之間是相互聯系的，由熱力學定律可以導出它們之間的關系。實際上，珀耳帖效應是塞貝克效應的逆效應。

第三十四頁，共50頁。在上述熱電轉換效應被發現后，就被人們所利用，最早是用在測溫領域，被稱為：溫差電偶（人們更習慣的稱呼是：熱電偶，ThermoelectricCouple），現已廣泛用于測溫技術和溫度傳感器。熱電偶可以用金屬材料進行熱電轉換，因為它所需要的電動勢很小（在mV級），但要產生更高的電動勢，就需要用半導體材料進行熱電轉換。現在已經可以利用兩種（n型和p型）半導體組成的回路按照珀耳帖效應來制作溫差電制冷器（ThermoelectricCoolingDevice，習慣上稱為：半導體制冷器）和按照塞貝克效應制作溫差發電機（ThermoelectricGenerator）。為此，人們還提出了一個參數，被稱為溫差電材料的品質因數，或稱為：優質系數（FigureofMerit），該參數一般用符號Z來表示，單位為K-1。

第三十五頁，共50頁。

溫差發電器（thermoelectricgenerator）由n型和p型半導體組成溫差電偶，其一端由金屬板連接起來，另一端串聯負載電偶r。由熱源提供高溫Th，另一端由散熱器維持其較低溫度Tc。

與所有的發電機一樣，當負載電阻R與發電機內阻r相等時，發電機能夠獲得最大的電功率，發電器的效率η定義為有用電功率P與消耗的熱能Qa之比。

3.2溫差發電器的原理第三十六頁，共50頁。目前，利用熱電轉換材料的溫差發電機被用到地熱能利用、海水溫差能利用、工業余熱利用等領域。在核領域，Pu238是元素钚的一個重要同位素，它放射性衰變時會恒定地放出熱量，以它作為持續不斷熱源而所制作的溫差發電機可作為陸用與空間用的小型核動力電源，該電源在生物、醫學、氣象學、航空航天領域均有應用。

第三十七頁，共50頁。

要求溫差發電效率ηmax高，就要尋找優值系數高的高溫材料。而材料的溫差電參數往往依賴溫度，有些材料只在某一溫度范圍內具有較高的優值系數。有時可考慮由多種材料連接組成電偶臂，使得不同溫區都有較高優值系數的材料，不過，這種連接在技術上有一定困難。另一方法是晶體生長時摻雜濃度有梯度變化，使得電偶臂的不同溫區的摻雜濃度都處于最佳值。3.3熱電材料第三十八頁，共50頁。

許多溫差電材料往往只在某一溫度范圍內有較高的優值系數。在300oC以下的低溫范圍，可采用Bi-Te-Se，Sb-Bi-Te系；在的300oC~600oC中溫區，PbTe、SnTe、ZnSb是較好材料；在600oC~1000oC的高溫區，主要溫差電材料有GeSi、MnFe、Re2Si等。近幾年來，PbTe和CoSb以為基的方鈷礦結構等新材料研究日益受到人們的重視。第三十九頁，共50頁。應該指出，關于熱電材料的研究還處于初期階段，通過進一步深入研究，期望能發現性能更優的溫差電（發電與制冷）材料。

第四十頁，共50頁。4儲能材料儲能（也稱貯能，EnergyStorage）包括自然儲能和人為儲能這兩大類。植物通過光合作用將太陽能轉變為生物能儲存、古生物經過久遠的演化轉換為化石燃料等都屬于自然儲能過程；但相對來說，人們更重視后一類儲能方式，這是因為人為儲能可以通過人類的自身努力、按照人們的意愿來可逆地來儲存能量與釋放能量。人為儲能包括：機械儲能（機械儲能的應用范圍很廣，像彈簧儲能、飛輪等儲能方式）、化學儲能（像一次電池、二次電池和貯備電池等）、電磁儲能（像超導電磁線圈儲能等）、氣體儲能（像壓縮空氣儲能等）、液體儲能（像用電谷底時，將水抽到高處等待用電高峰時輔助或增加水力發電、將氣體燃料高壓壓縮為液體燃料等儲能方式）、材料儲能等。第四十一頁，共50頁。這里所介紹的是材料儲能，也叫做：儲能材料，它們是能夠通過自身的一些特性來儲存能量的材料。最常用的兩種儲能材料是：儲熱材料和儲存燃料的材料。傳統的顯式儲熱方法很多，像直接利用水、碎石等材料的溫差實現儲熱等，雖然其使用起來簡單、方便，但因儲熱效率低，所以不屬于新型儲熱材料的范圍。新型的儲熱材料是利用材料的相變、結晶、稀釋等過程的熱效應來實現儲熱，尤其是利用材料的相變潛熱來儲熱應用范圍廣泛，這類材料被稱為：相變材料或PCM材料。第四十二頁，共50頁。通常所說相變是指以下四種情況：①晶體的晶格轉換，例如六方晶格鋯在871℃轉換為體心立晶格要吸收53kJ/kg的熱量，類似的材料還有CaCl2·6H2O、Na2HPO4·126H2O、Ca（NO3）·106H2O、Na2SO4·10H2O、Na2S2O3·6H2O；

②固、液間的相變，最常見的是冰-水轉換，其他材料包括一些鹽，像BeCl2、NaF、NaCl、LiH、LiNO3、KCl、B2O3、Al2O3、Al2Cl6、FeCl3、NaOH、H3PO4、KNO3等與一些共熔混合鹽，像KCl·KNO3、NaCl·NaNO3、CaCl2·LiNO3、BaCl2·KCl·LiCl、KF·NaF·KNO3、NaCl·NaNO3·NaSO4、KBr·KCl·LiBr·LiCl等；③液、氣間的相變，最常見的是水-水蒸汽轉換；④固氣升華（升華熱大約等于溶解熱與蒸發熱之和），除了冰以外，萘和碘等也有這種現象。

第四十三頁，共50頁。目前已知的PCM材料有500多種，具體情況請讀者參閱有關的專著或手冊。但是請記住：并非所有的相變材料都可以用作相變儲能材料，它需要滿足以下幾個要求：第一是熱性能要求，要有合適的相變溫度、相變熱較大合適的熱導率（一般宜大）；第二是化學性能的要求，像變時不能有熔析現象以免相變材料成分有變化，另外，相變的可逆性要好、過冷度要小、性能穩定、無毒、無腐蝕、無污染、使用安全、不易燃、不易爆、不易氧化變質、結晶快和晶體生長快；第三是物理性能要求，蒸氣壓要低、體膨脹率要小、密度要大；第四是經濟性能的要求，原料要易購、價格低。需要特別指出的是：通常PCM材料是由多組分構成，包括：主儲熱劑、相變點調整劑、防過冷劑、防相分離劑、相變促進劑等。第四十四頁，共50頁。PCM材料按相變形式來分，有固-固相變型、固-液相變型等；按相變溫度來分，有高溫型、中溫型、低溫型；按化學成分來分，有無機型、有機型、復合型，尤其是復合型已經成為PCM材料的一個研究熱點。復合型PCM材料的制備方法主要有：①膠囊化技術；②利用毛細管作用將相變材料吸附到多孔基質中；③與聚合物復合；④用濕化學法制備無機/有機納米復合PCM材料。第四十五頁，共50頁。儲存燃料的材料也很多，例如可燃氣體水合物，尤其是自然的天然氣水合物（簡稱：NGH，俗稱；可燃冰）的探測與開發、合成天然氣水合物的研制與開發是未來能源的發展方向之一，但其目前的應用還沒有充分展開。目前應用廣泛和受到重視的是儲存氫氣的材料，簡稱：儲氫材料。因此，以下將重點介紹的是儲氫材料。

氫氣是最清潔的一次能源，它熱值高、資源豐富、無毒、無污染，常用氫氣的制取方法有：天然氣制氫、石油制氫、煤制氫、電解水制氫、生物制氫、太陽能制氫、核能制氫、等離子化學制氫等。氫能源的應用范圍廣泛且適應性很強，目前較多地應用在燃料電池、氫能汽車、氫能熱泵等設備上。氫能儲存是氫能開發和氫能利用的重要組成部分。常用的儲氫方法有：物理法和化學法。第四十六頁，共50頁。物理儲氫法是利用儲氫物質與氫分子之間的物理作用或物理吸附來儲存氫能。具體的儲存方法有：深冷液化儲氫、高壓壓縮儲氫、玻璃微球儲氫、地下巖洞儲氫和超級活性炭吸附儲氫、氣漿儲氫等。另外，用科技方法所制備的福勒稀球（C60）和碳納米管對氫有較強的吸附作用，其吸氫量比活性炭還要高，有可能成為新一代的儲氫材料。第四十七頁，共50頁。化學儲氫法是指儲氫物質與氫分子之間發生化學反應生成化合物來具有吸附或釋放氫的作用，具體的方法有：金屬氫化物儲氫、無機化合物儲氫和有機液態氫化物儲氫等。其中金屬氫化物可以儲存比其體積大1000~1300倍的氫，能量密度大，成本較低且安全穩定，這是一種很有前途的儲氫方法。儲氫金屬氫化物通常是元素周期表中III~V族過渡金屬反應生成的氫化物，目前研究較多和投入應用的金屬氫化物材料主要有五大類：AB5型稀土-鎳系儲氫材料；AB2型Laves相儲氫材料；AB型鈦-鐵系儲氫材料；A2B鎂系儲氫材料和釩基儲氫固溶體材料。第四十八頁，共50頁。常用的具體AB5型稀土-鎳系儲氫氫化物有：LaNi5H6.0、MmNi5H6.3、MmCo5H3.0、Mm0.5Ca0.5Ni5H0.5、Mm0.9Ti0.1Ni5H4.5、MmNi4.5Mn0.5H6.6、MmNi2.5Co2.5H5.2、Mm4.5Ni