多孔吸附储氢

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1、第20卷第3期化工时刊Vol.20,No.32006年3月ChemicalIndustryTimesMar.3.2006多孔吸附储氢材料研究进展尚福亮杨海涛韩海涛(武汉理工大学新材料复合技术国家重点实验室，湖北武汉430070)摘要综述了氢存储研究的重要性和国内外多孔吸附储氢材料的研究工作，对碳基多孔材料、纳米管材料、多孔矿物材料和金属有机物多孔材料在锗氢中的研究热点和存在问题进行了详细介绍，并对未来多孔吸附储氢材料的研究工作进行了展望。关键词氢存储纳米管沸石MOFsDevelopmentonPorousA

2、bsorbingMaterialsforHydrogenStorageShangFuliangYangHaitaoHanHaitao(StateKeyLabofAdvancedTechnologyforMaterialsSynthesisandProcessingWuhanUniversitylofTechnology,HubeiWuhan430070)AbstractTheimportanceofhydrogenstorageandthedevelopmentofporousmaterialsforhyd

3、rogenstoragearere-viewed.Allkindsofhydrogenabsorbingmaterialsbasedonporousmaterialareintroducedindetail，includingthecarbonma-terials，nanotubematerials,mineralmaterialsandmetal一。rganicframeworksmaterials.Theresearchtrendoftheporousma-terialsforhydrogenstora

4、geweresuggested.KeywordshydrogenstoragenanotubezeoliteMOFs氢能，因其具有众多优异的特性而被誉为21世纪的绿色新能源。首先氢能具有很高的热值，燃烧1kg氢气可产生1.25x106kJ的热量，相当于3kg汽衡量储氢性能的标准主要有两个:体积密度油或4.5kg焦炭完全燃烧所产生的热量;其次，氢燃(kgH2/m3)和储氢质量分数。体积密度为单位体积系烧释能后的产物是水，对环境友好无污染，是绿色清统内储存氢气的质量，储氢质量分数为系统储存氢气洁能源;此外，氢是

5、宇宙中最丰富的元素，来源广泛，的质量与系统质量的比值。还有其它的参数，如充、可通过太阳能、风能、地热能等自然能分解水而产生，放氢的可逆性、充放气速率及可循环使用寿命等同样为可再生能源，不会枯竭。当前，世界上许多国家都非常重要。在加紧部署、实施氢能战略，迎接氢经济时代的到来，传统的氢气存储方式主要有气态和液态两种。如美国针对规模制氢的“FutureGen”计划，日本的气态方式较为简单方便，也是目前储存压力低于17"NewSunshine”和欧洲的“Framework”计划等[‘]。氢能MPa氢气的常用方法，但

6、体积密度较小是该方法严重的利用关键在于氢的存储及储氢材料的开发，有关储的技术缺陷，而且气态氢在运输和使用过程中也存在氢材料的研究主要可以概括为三大类:金属储氢材易爆炸的极大安全隐患。液态储氢方法的体积密度料、多孔吸附储氢材料、有机液态储氢材料等.本文主(70k酬衬)高，但氢气的液化需要冷却到20K的超低要针对当前储氢材料的研究热点和存在问题，对多孔温下才能实现，此过程消耗的能量约占所储存氢能的吸附储氢材料的国内外研究状况进行了较为详细的25%一45%。而且液态氢使用条件苛刻，对储罐绝热论述，并对其未来发展趋

7、势进行展望。性能要求高，目前只限于在航天技术领域应用。利用收稿日期:205一12-20作者简介:尚福亮(1977一)，男，博士生，研究方向:功能材料。E一mail:Feiyun8086@hotmail尚福亮等多孔吸附储氢材料研究进展2006.Vol.20，No.3储氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的固体储分。SWNT和MWNT的共同特点是由单层或多层的氢方式，能有效克服气、液两种储存方式的不足，而且石墨片卷曲而成，具有长径比很高的纳米级中空管。储氢体积密度大、安全度高、运输便利。根据技术发中空管内径为0.

8、7到几10nm，特别是SWNT的内径展趋势，今后储氢研究的重点是在新型高性能大规模一般<2nm，而这个尺度是微孔和中孔的分界尺寸，储氢材料上，目前研究比较广泛和深入的主要是多孔这说明SWNT的中空管具有微孔性质，可以看作是一吸附储氢材料。种微孔材料。氢气在碳纳米管中的吸附储存机理比较复杂，根据吸附过程中吸附质与吸附剂分子之间相互作用的区别，可分为物理吸附和化学吸附。碳纳米多孔固体材料储氢，因其工作压力低、储存容器