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固態儲運氫固態儲運氫技術金屬氫化物材料通過物理或化學方式利用儲氫材料將氫固化在材料中,與氣態儲氫和液態儲氫相比,儲運容器中僅存在極少量傳統意義上的單質氫氣。輕金屬配位氫化物物理吸附材料固態儲運氫技術氫儲存運輸安全性高運維成本低固態儲氫材料吸附原理不同分類物理吸附儲氫材料化學吸附儲氫材料通過范德華力將氫分子可逆地吸附在比表面積高的多孔材料。氫一般是以離子鍵或共價鍵與其他元素結合,生成金屬氫化物等材料,在一定條件下可逆地吸收和釋放氫氣。儲氫合金金屬氫化物配位氫化物氨硼烷及其衍生物固態儲運氫技術吸附原理不同分類物理吸附儲氫材料通過范德華力將氫分子可逆地吸附在比表面積高的多孔材料。碳基材料石墨活性炭碳納米管無機多孔材料沸石金屬有機骨架化合物大多數物理吸附類材料在較低的溫度下才能達到一定的儲氫密度,常溫常壓下吸氫量很低,因此限制了其應用。固態儲運氫技術儲氫合金及

金屬氫化物儲氫材料金屬特有的原子結構規則排布晶格間隙則用來作為空位儲存氫原子儲氫合金及金屬氫化物儲氫材料金屬(合金)儲氫的工作原理金屬合金在一定溫度和氫氣壓力條件下,一些金屬材料能夠大量“吸收”氫氣,即與氫反應生成金屬氫化物,同時放出熱量。固態儲運氫技術金屬(合金)儲氫合金及金屬氫化物儲氫材料加熱時金屬氫化物又會分解并將儲存的氫釋放出來。氫氣的“吸收”和“釋放”過程是可逆的,可以重復循環進行。金屬的吸氫反應第一步在范德華力作用下,氫氣首先被吸附于金屬表面,在表面金屬原子作用下,H2解離為H原子。第二步H原子從表面向金屬內部擴散,進入金屬原子結構間隙。第三步隨著體相中H原子濃度的持續增長,在金屬晶格中開始形成α相固溶體。固態儲運氫技術金屬的吸氫反應第四步氫原子濃度繼續增加,其在α相固溶體中固溶度飽和后,發生化學反應,產生β相金屬氫化物,氫化反應完成。多數金屬氫化物吸氫反應是可逆反應脫氫反應步驟:是上述步驟的逆過程固態儲運氫技術什么是配位氫化物呢?配位氫化物儲氫材料配位氫化物儲氫材料配位氫化物是一種中心原子與氫原子以共價鍵的形式形成陰離子配位基團,再與金屬離子形成的配位化合物。鋁氫化物硼氫化物氮氫化物固態儲運氫技術金屬硼氫化物放氫反應復雜理論質量儲氫密度較高;需要在>300℃的高溫條件下經過多步反應才能放氫,放氫速率較慢,且循環穩定性較差。改善硼氫化物儲氫性能的方法:配位氫化物儲氫材料放氫過程中會產生NH3等雜質氣體,需通過吸附等方式提純。①熱力學調控包括元素替代和復合。固態儲運氫技術金屬硼氫化物放氫反應復雜理論質量儲氫密度較高;需要在>300℃的高溫條件下經過多步反應才能放氫,放氫速率較慢,且循環穩定性較差。改善硼氫化物儲氫性能的方法:配位氫化物儲氫材料放氫過程中會產生NH3等雜質氣體,需通過吸附等方式提純。②動力學調控通過催化劑摻雜或原位反應生成的活性物質來提供足夠活性反應點來提高反應動力學。固態儲運氫技術金屬硼氫化物放氫反應復雜理論質量儲氫密度較高;需要在>300℃的高溫條件下經過多步反應才能放氫,放氫速率較慢,且循環穩定性較差。改善硼氫化物儲氫性能的方法:配位氫化物儲氫材料放氫過程中會產生NH3等雜質氣體,需通過吸附等方式提純。③納米化通過減少顆粒尺寸、優化材料結構和納米限域的方式,提高體系熱力學和動力學性能。固態儲運氫技術氨硼烷及

其衍生物儲氫材料放氫方式氨硼烷及其衍生物儲氫材料氨硼烷在室溫下需要合適的催化劑存在才能脫氫。氨硼烷理論含氫量高達19.6%水解放氫熱解放氫適用于氨硼烷水解反應的催化劑貴金屬非貴金屬-貴金屬合金非貴金屬催化劑負載型金屬催化劑固態儲運氫技術氨硼烷的衍生物金屬氨基硼烷化合物雙金屬氨基硼烷化合物含氨衍生物溫度明顯下降過程復雜生成氨、乙硼烷等副產物氨硼烷放氫儲氫合金及金屬氫化物儲氫材料配位氫化物儲氫材料憑借儲氫量高、原料豐富、價格低廉以及釋放產生氫氣純度高的特點。鎂系氨硼烷及其衍生物儲氫材料鈦系釩系稀土系鋯系最有產業化發展前景的固態儲氫材料之一。固態儲運氫技術固定式應用固態儲氫的應用移動式應用分布式供能電力調峰電站應急備用電源制氫或用氫現場緩存車(船)載儲氫對固態儲氫系統的重量要求不高,對儲氫系統的安全性、壽命和成本提出較高要求。運氫需求與固定式應用不同,需要特別關注固態儲氫系統的重量以及儲氫罐體與系統間的熱交換。熱交換劑必須控制在最低限度,熱交換裝置應盡可能緊湊和有效。固態儲運氫技術氫能交通領域固態儲氫裝置高壓儲氫主流車型采用三個罐,擺放占用空間較大。可以與底盤進行一體式設計(類似電動車),空間利用率將會大大提高。固態儲氫應用場景安全性更好;車輛可以放心進入地下車庫停放。長時間工作于密閉空間的叉車和潛艇。優點應用場景固態儲運氫技術憑借著近年來的技術創新和加強,取得了實質性的進展,一些特殊場景已有示范性應用。與國外相比我國起步較晚氫能兩輪車采用固態儲氫技術續航里程在55-120km

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