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1、课程论文论文题目：储氢材料研究进展课程名称科技论文撰写学院轻工化工学院专业班级12化工4班学号3112001971姓名杜方贤手机13660097772储氢材料研究进展杜方贤（广东工业大学轻工化工学院，广州510006）摘要氢气作为一种高效、清洁的能量载体，被视为21世纪最具发展潜能的能源。储氢技术是氢能利用的关键环节，本文综述了近年来部分储氢材料的研究进展，其中包括镁基合金、有机液体、碳纳米管。关键词：储氢材料镁基合金有机液体碳纳米管ProgressofhydrogenstoragematerialsDuFangxian(CollegeofChemi
2、calEngineering,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006)AbstractAsanefficientandcleanenergycarrier,hydrogenisconsideredasthemostpotentialenergyintwenty-firstCentury..Hydrogenstoragetechnologyisthekeytotheuseofhydrogenenergy.Thispaperreviewedtheresearchprogressonthepartof
3、hydrogenstoragematerialsinrecentyears,includingMgbasedalloy,organicliquid,carbonnanotubes.KeywordsHydrogenstoragematerial,Mgbasedalloys,Organicliquid,Carbonnanotube0引言由于不可再生资源的日渐匮乏和生态环境的不断恶化,寻找和发展新型能源为全世界所瞩目。氢能被公认为人类未来的理想能源,有如下几方面的原因:(1)氢燃烧释能后的产物是水,是清洁能源;(2)氢可通过太阳能、风能等自然能分解水而再生
4、,是可再生能源;(3)氢能具有较高的热值,燃烧氢气可产生1.25×106kJ/kg热量,相当于3kg汽油或4.5kg焦炭完全燃烧所产生的热量;(4)氢资源丰富,氢可以通过分解水制得。另外,在化工与炼油等领域副产大量氢气,尚未充分利用。因此,氢是一种高能量密度的绿色新能源,它在燃料电池及高能可充放电电池等方面展现了很好的应用前景。可以预见,未来世界将从以碳为基础的能源经济形态转变为以氢为基础的能源经济形态。在利用氢能的过程中,氢能的开发和利用涉及氢气的制备、储存、运输和应用四大关键技术。氢的存储是氢能应用的难题和关键技术之一。目前常见的储氢材料有金属氢
5、化物、碳纤维碳纳米管、非碳纳米管、玻璃储氢微球、络合物储氢材料以及有机液体氢化物。本文仅就镁基合金、有机液体以及碳纳米管三个方面对储氢材料加以介绍。1镁基合金1.1Mg-H2合金镁在一定条件下能够与氢气发生反应生成MgH2，其最大吸氢量为7.6wt%，因其具有较大的吸氢量，许多研究者都投入对其的研究中。但由于其吸氢条件苛刻，同时MgH2该化合物较稳定，需要在较高温度下才能在常压下放出氢气。基于上述确定，人们对其进行了合金化或者添加各种催化剂的方法，以期获得较好的性能。1.2Mg-Cu合金从相图中，可以看出Mg与Cu可以生成Mg2Cu和MgCu2两种化
6、合物。Mg2Cu能够在623K温度下与氢气发生反应，但MgCu2即使在较高的温度以及较大的氢压下也不与氢反应而有效的吸氢[1]。研究发现，Mg2Cu与氢主要发生歧化反应，生成MgH2和MgCu2，其反应式如下：2Mg2Cu+3H2→3MgH2+MgCu2Mg2Cu的储氢量为2.7wt%，在250摄氏度的放氢平台压为0.1MPa。邵怀宇[2]研究发现，采用超声合成方法可以制备出纳米级的Mg2Cu合金。该合金不需要进行活化就可以有效的吸收氢气。在598K时，最大的吸氢量达到2.06wt%，具有较好的吸氢动力学性能。1.3Mg-Al合金从Mg-Al二元相图
7、可以看出，Mg-Al合金存在两种Al含量相对较高的中间化合物：Mg2Al3和Mg17Al12。室温下，Al在Mg中的固溶度非常小，而在710K时可以形成HCP结构的固溶体。研究表明，在Mg中加入0-10at%的Al能提高镁的氢化速度。在2种Mg-Al金属间化合物中，Mg2Al3的氢化过程为：l/2Mg2Al3+H2→MgH2+3/2Al这是一个歧化反应，且反应速度缓慢。其理论储氢量为3.0wt%。Mg17Al12与氢气的反应式如下：Mg17Al12+17H2→17MgH2+12AlMg17Al12的理论储氢量为4.4wt%，比Mg2NiH4的储氢量高
8、，并且其放氢温度比MgH2和Mg2NiH4低。但是Mg-Al合金吸放氢性能比较差，主要是Mg和Al的表面都被
