碳納米管吸附儲(chǔ)氫及其儲(chǔ)氫量影響因素淺析

1、碳納米管吸附儲(chǔ)氫及其儲(chǔ)氫量影響因素淺析碳納米管吸附儲(chǔ)氫及其儲(chǔ)氫量影響因素淺析文滔，王震（南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院江蘇南京210093）摘要：本文在簡(jiǎn)單介紹傳統(tǒng)儲(chǔ)氫方式的儲(chǔ)氫機(jī)理，并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較說(shuō)明的基礎(chǔ)上，著重對(duì)碳質(zhì)納米材料儲(chǔ)氫機(jī)制、儲(chǔ)氫量影響因素進(jìn)行了淺析，并對(duì)今后碳質(zhì)儲(chǔ)氫的科研方向做了展望分析。關(guān)鍵詞：儲(chǔ)氫；碳質(zhì)；碳納米管；儲(chǔ)氫機(jī)制；展望1.1研究背景研究背景如今，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，化石能源大量消耗，導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題以及能源短缺的

2、問(wèn)題日益嚴(yán)重。能源問(wèn)題與社會(huì)高速發(fā)展需求之間的矛盾日益突出。氫氣是一種潔凈的二次能源，它來(lái)源廣泛，能源轉(zhuǎn)化方便而效率高，對(duì)環(huán)境的污染小，能夠循環(huán)再生等，逐漸成為人類(lèi)未來(lái)的理想的能源載體。如今，在氫能源開(kāi)發(fā)利用方面，存在著兩大難題，一是氫氣的規(guī)?；迫?，二是氫氣的存儲(chǔ)。其中，儲(chǔ)氫是氫能實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。然而，缺少方便有效的儲(chǔ)氫材料和儲(chǔ)氫技術(shù)，直接導(dǎo)致了氫能廣泛應(yīng)用受阻。因此，要實(shí)現(xiàn)氫氣作為能源載體的應(yīng)用，必須解決氫的儲(chǔ)存問(wèn)題。傳統(tǒng)的液態(tài)

3、、固態(tài)形式的儲(chǔ)氫或高壓氣瓶?jī)?chǔ)氫既不經(jīng)濟(jì)又不安型）。2.1鎂系鎂系以Mg2Ni為代表。鎂系合金成本低，在儲(chǔ)氫合金中儲(chǔ)氫能力最高。但其吸放氫溫度較高且耐腐蝕性較差，現(xiàn)在多用合金元素的部分取代、表面處理機(jī)合金粉末的表面包覆、機(jī)械球磨得手段加以改進(jìn)2.2稀土系以LaNi5為代表，具有儲(chǔ)氫速度快、易活化等優(yōu)點(diǎn)，但在儲(chǔ)氫性能和成本方面不是很理想?，F(xiàn)在多采用以Mm(混合稀土)、Ca、Ti等部分置換La，并以CO、AL、Mn、Sn等置換部分Ni的多元合

4、金改善其性能。2.3鈦系以TiFe為代表。其最大的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫性能與稀土系相多近（儲(chǔ)氫重量分?jǐn)?shù)為1.8%~4%）且成本較低，但不易活化、易受CO氣體毒化，而且室溫平衡壓太低氫化物不穩(wěn)定。因此，現(xiàn)在多采用Ni等金屬部分取代Fe形成三元合金以實(shí)現(xiàn)常溫活化。2.4鋯系以ZrMn2為代表。改合金具有吸放氫量大、易于活化、熱效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。鋯系合金具有豐富的相結(jié)構(gòu)，其各相的作用機(jī)理及其協(xié)同效應(yīng)是目前正在研究的熱點(diǎn)。采用Ti代替部分Zr，并用Fe、Co