燃料电池氢气的制备和存储解决方案

某些过渡金属、合金和金属间化合物，由于特殊的晶体结构，使氢原子容易进入其晶格间隙中并形成金属氢化物，因此储氢量很大，可贮存比其本身体积大1000～1300倍的氢，当加热时氢就能从金属中释放出来。氢在金属中的这种吸入和释放，取决于金属和氢的相平衡关系并受温度、压力和组分的制约。通常，贮氢材料的贮氢密度都很大，比标准状态下的氢密度(5．4×1019at/cm3)高出几个数量级，甚至比液氢的密度(4．2×1022at/cm3)还高。由于贮氢材料具有上述特性，用它储运氢气既轻便又安全，不仅无爆炸危险，还有可贮存时间长又无损耗等优点。氢，普遍被认为是人类最理想的清洁的高密度能源，燃烧时只产生水而没有污染物，对环境保护有利。但要实现氢能源体系，氢的贮存问题首先要顺利解决，因此研究贮氢材料特别重要。已实用和研究发展中的贮氢材料主要有：①镁系贮氢合金。主要有镁镍、镁铜、镁铁、镁钛等合金。具有贮氢能力大（可达材料自重的5.1%～5.8%）、价廉等优点，缺点是易腐蚀所以寿命短，放氢时需要250℃以上高温。②稀土系贮氢合金。主要是镧镍合金，其吸氢性好，容易活化，在40℃以上放氢速度好，但成本高。③钛系贮氢合金。有钛锰、钛铬、钛镍、钛铁、钛铌、钛锆、钛铜及钛锰氮、钛锰铬、钛锆铬锰等合金。其成本低，吸氢量大，室温下易活化，适于大量应用。④锆系贮氢合金。有锆铬、锆锰等二元合金和锆铬铁锰、锆铬铁镍等多元合金。在高温下（100℃以上）具有很好的贮氢特性，能大量、快速和高效率地吸收和释放氢气，同时具有较低的热含量，适于在高温下使用。 ⑤铁系贮氢合金。主要有铁钛和铁钛锰等合金。其贮氢性能优良、价格低廉。

液氢、氢气的密度小,对储氢来说是不利的因素.将氢气压缩到1.51×107Pa一个40L的钢瓶中只能装0.5kg；将氢气压缩为液氢,耗能差不多相当于其燃烧能的1/3~1/4.不仅耗能高,而且不安全.此时,高压钢瓶的爆炸威力相当于一颗重磅炸弹.当年装液氢的贮罐车首次在美国公路上行驶时,前后都用红色吉普车来“保驾”.因此,对于一种广泛使用的燃料来说,必须寻找一种更为理想的固态储运方法. 金属储氢法我们知道,固体金属表面性质与它的体相性质是不同的.体相内的原子四周都有另外的原子包围着,而表面上的原子至少有一侧是空着的,这样就产生了一个向内拉的剩余力场,使金属固体表面有一种表面能（见图2）[8].这种剩余力场能对固体表面的气体分子产生吸引力,以降低固体表面能,使体系趋于较为稳定.所谓金属储氢法指某些金属或合金,例如矾V、铌Nb、钛Ti、镁Mg、镧La、锆Zr等,因其表面的催化或活性作用能将氢气分子分解为氢原子而进入金属点阵内部.这一现象是60年代末由荷兰科学家首次发现的.在固态金属中,金属与氢通过化合键而结合,形成了金属氢化物.如VH2、NbH2、TiH2、MgH2等.但近年来发现某些合金氢化物比较理想,通常能在室温下使用.这类合金氢化物一般至少含一种与氢亲和力强的元素和一种亲和力略弱的元素,如二元合金氢化物LaNi5、TiFeH1·9,三、四元合金氢化物TiFe0·85Mn0·15H1·9TiFe0·8Ni0·15V0·05H1·6等金属储氢好比是海绵吸水一般,根据需要可逆地加氢和脱氢：

储氢合金吸氢时,首先是氢气吸附于合金表面,在合金表面元素的催化作用下分解为氢原子,然后氢原子进入到储氢合金内部晶格的四面体和八面体间隙中,这个时候的氢在合金中是随机分布的,把这种状态下的合金称之为含氢固溶体.合金继续吸氢后,储存于合金晶格中四面体和八面体间隙的氢会与合金反应,形成真正的储氢合金,此时的氢在合金中是平均分布的.当合金中的氢的储存量达到其在特定温度和压力下的最大储氢量时,氢不能再继续进入合金,此时吸氢过程结束,放氢过称为上述吸氢过程的逆反应.

镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料。20世纪70年代以来，在氢能研究中发现某些过渡金属合金具有可逆吸放氢的功能，如镧镍金属间化合物：LaNi5＋3H2LaNi5H6，可用这类合金材料作为储氢材料，来装载和运输氢气。储氢材料有三个重要系列：镍基合金，如 LaNi6、LnNi5(Ln为混合稀土元素)、LaNi4Cu等；铁基合金，如TiFe、Ti(Fe1-xMnx)、Ti(Fe1-xNix) 等；镁基合金,如Mg2Cu、Mg2Ni等。金属或合金(用M代表)与氢作用可以生成金属氢化物(MHn)。其反应方程式为： M+nH2=MHn+△H(生成热) 该反应是一个可逆过程、正向反应时，金属吸氢，并放出热量；逆向反应时，金属氢化物释氢，吸收热量。这样，只需要改变温度与压力，就能使反应向正向或逆向反复进行。达到金属(合金)储氢或释氢的日的。当然，不是任何金属或合金都只有上述的功能，所以发现合适的金属和合金是获得储氢材料的关键问题了。

采用耐高压的钢瓶储存压缩气态氢，在高压的条件下，氢气被压缩成液态，储存在高压瓶中待用。

一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气：循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金（hydrogen storage metal）,这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。分类目前储氢合金主要包括有钛系、锆系、铁系及稀土系储氢合金。主要用途氢气分离、回收和净化材料。化学工业、石油精制以及冶金工业生产中，通常有大量的含氢尾气排出，含氢量有些达到50～60%，而目前多是采用排空或者白白的燃烧处理。因此，对这部分加以回收利用，在经济上有巨大的意义。另外，集成电路、半导体器件、电子材料和光纤等产业中，需要超高纯氢体。利用储氢合金对氢原子有特殊的亲和力，而对其他气体杂质择优排斥的特性，即利用储氢合金具有只选择吸收氢和捕获不纯杂质的功能，不但可以回收废气中的氢，而且可以使氢纯度高于 99.9999%以上，价格便宜、安全，具有十分重要的社会效益和经济意义。制冷或采暖设备材料。由于储氢合金具有在吸氢化学反应时放出大量热，而在放氢时吸收大量热的特性，因此，人们可以利用储氢合金的这种放热——吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。美国和日本竞相采用储氢合金制成太阳能和废热利用的冷暖房，其原理就是利用储氢合金在吸氢时的放热反应和释放氢时的吸热反应。我国北京有色金属研究总院则利用储氢合金储放氢过程的吸放热循环效应，制造了一台可以制冷到77K的制冷机，该机器可用于工业、医疗等行业需要低温环境的场合。镍氢充电电池。由于目前大量使用的镍镉电池（Ni－Cd）中的镉有毒，使废电池处理复杂，环境受到污染，因此它将逐渐被用储氢合金做成的镍氢充电电池（Ni－MH）所替代。从电池电量来讲，相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5～2倍，且无镉的污染，现已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型便携式的电子设备。目前，更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上，利用镍氢电池可快速充放电过程，当汽车高速行驶时，发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中，当车低速行驶时，通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油，因此为了节省汽油，此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作，这样既保证了汽车正常行驶，又节省了大量的汽油，因此，混合动力车相对传统意义上的汽车具有更大的市场潜力，世界各国目前都在加紧这方面的研究。

镁基固态储氢原理是镁在一定条件下可以与氢发生反应形成镁合金。镁基储氢材料因其储氢量大、资源丰富、成本低廉而被认为是最具应用前景的金属储氢材料之一。镁基储氢材料是白色粉末，无味，储氢密度大，可应用在新能源、医学、农业等领域。基本原理是镁在一定条件下可以与氢发生反应形成镁合金。在镁基固态储氢技术中，镁合金作为储氢材料，通过吸收和释放氢气来实现氢气的储存和释放。当镁合金与氢气接触时，镁会吸收氢气形成氢化镁化合物。当需要释放储存的氢气时，可以通过加热或加压等方式将氢化镁分解为镁和氢气。镁基固态储氢理化性质镁基固态储氢材料的主要成分为氢化镁，纯度＞99%，杂质主要为镁和痕量其他金属元素。镁基固态储氢材料放氢方式有两种：1、热解放氢，在300℃－400℃高温条件下可稳定释放氢气，具体放氢温度依赖材料成分和结构。可实现可逆循环储放氢，循环储放氢密度＞6.0wt%，可用于大容量长距离的氢气储运、固态加氢站以及燃料电池动力系统。2、水解放氢，镁基固态储氢材料中含负氢离子，在潮湿的环境中或遇水会发生水解反应，产生人体不可或缺的镁离子和具有优质抗氧化性的氢气，放氢密度为镁基固态储氢材料的15wt%，在小型设备动力系统、医疗、健康等领域具有广泛的应用价值。以上内容参考百度百科-镁基固态储氢材料

目前储氢材料有金属氢化物、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。下面仅就合金、有机液体以及纳米储氢材料三个方面对储氢材料加以介绍。一,合金储氢材料储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成诸如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。合金作为储氢材料要满足一定的要求,首先其氢化物的生成热要适当,如果生成热太高,生成的氢化物过于稳定,释放氢时就需要较高的温度.而如果生成热太低,则不易吸收氢。其次形成氢化物的平衡压要适当,最好在室温附近只有几个大气压,便于吸放氢,而且要吸放速度快，这样才能够满足实际应用的需求。另外合金及其氢化物对水、氧和二氧化碳等杂质敏感性小，反复吸放氢时，材料性能不至于恶化。而且，储氢材料的氢化物还要满足在存储与运输过程中性能可靠、安全、无害、化学性质稳定等条件。现在已研究的并且符合上述要求的有镁系、稀土系、钛系和锆系等。在上述储氢材料中，镁系储氢合金具有较高的储氢容量，而且吸放氢平台好、资源丰富、价格低廉，应用前景十分诱人。镁可直接与氢反应,在300—400℃和较高的压力下, 反应生成Mg和H2反应生成MgH2: Mg + H2= MgH2?△H=-74.6kJ/mol。MgH2理论氢含量可达7.6% , 具有金红石结构, 性能较稳定, 在287 ℃时分解压为101.3kPa。由于纯镁的吸放氢反应动力学性能差, 吸放氢温度高, 所以纯镁很少被直接用来储存氢气，为此人们又开始研究镁基储氢合金材料。到目前为止, 人们已对300多种重要的镁基储氢合金材料进行了研究。 二，液态有机物储氢材料 有机液体氢化物贮氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现的。加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢, 有机液体作为氢载体达到贮存和输送氢的目的。烯烃、炔烃、芳烃等不饱和有机液体均可作贮氢材料, 但从贮氢过程的能耗、贮氢量、贮氢剂、物理等方面考虑, 以芳烃特别是单环芳烃作贮氢剂为佳, 常用的有机物氢载体有苯、甲苯、甲基环己烷、萘等。用这些有机液体氢化物作为贮氢剂的贮氢技术, 是20 世纪80 年代开发的一种新型贮氢技术。1980年, Taube 等分析、论证了利用甲基环己烷作氢载体贮氢为汽车提供燃料的可能性。随后许多学者对为汽车提供燃料的技术开展了很多卓有成效的研究和开发工作, 对催化加氢脱氢的贮存输送进行了广泛的开发。有机液体氢化物贮氢作为一种新型贮氢材料, 其贮氢特点是: 有机液的贮存、运输安全方便, 可利用现有的贮存和运输设备,有利于长距离大量运输，贮氢量大, 苯和甲苯的理论贮氢量分别为7.19(wt)% 和6.18(wt)% ,比现有的金属贮氢量高得多，贮氢剂成本低且可多次循环使用，加氢反应要放出大量的热,可供利用,脱氢反应可利用废热。目前存在的主要问题是有机物氢载体的脱氢温度偏高, 实际释氢效率偏低。因此, 开发低温高效的有机物氢载体脱氢催化剂、采用膜催化脱氢技术对提高过程效能有重要意义 。三，纳米储氢材料纳米储氢材料分为两种方式，一种是将原有的储氢材料纳米化，还有一种就是开发新的纳米材料作为储氢材料。储氢合金纳米化提高储氢特性主要表现在以下几个方面原因。（1）对于纳米尺寸的金属颗粒，连续的能带分裂为分立的能级，并且能级间的平均间距增大，使得氢原子容易获得解离所需的能量，表现为贮氢合金活化能降低和活化温度降低。（2）纳米颗粒具有巨大的比表面积，电子的输送将受到微粒表面的散射，颗粒之间的界面形成电子散射的高势垒，界面电荷的积累产生界面极化，而元素的电负性差越大，合金的生成焓越负,合金氢化物越稳定。金属氢化物能够大量生成，单位体积吸纳的氢的质量明显大于宏观颗粒。（3）纳米贮氢合金比表面积大，表面能高，氢原子有效吸附面积显著增多，氢扩散阻力下降，而且氢解反应在合金纳米晶的催化作用下反应速率增加，纳米晶具有高比例的表面活性原子，有利于反应物在其表面吸附，有效降低了电极表面氢原子的吸附活化能,因而具有高的电催化性能。另外，由于纳米晶粒相当细小,导致晶界和晶格缺陷增加，而晶体缺陷和位错处的原子具有较高的能量可视为反应的活性中心,从而降低析氢过电位。（4）晶粒的细化使其硬度增加，贮氢合金的整体强度随晶粒尺寸的增加而增强，这对于抗酸碱及抗循环充放粉化，以及抵抗充放电形成的氧压对贮氢基体的冲击大有裨益，并且显著提高了贮氢合金耐腐蚀性。

我听过一个教授的讲课，说应该都是零价吧，因为这里填入镁镍合金中的是氢原子，不是以离子形式填入的

20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金。储氢合金储氢，比氢气瓶的本领大多了。它储氢量大，使用方便，还可免去庞大的钢制容器。用氢时，将储氢合金加热，氢就能及时释放出来，而且还可通过调节加热温度和合金的成分来控制合金释放氢的快慢和数量。

镁基材料储氢原理是镁在一定条件下可以与氢发生反应形成镁合金。在镁基固态储氢技术中，镁合金作为储氢材料，通过吸收和释放氢气来实现氢气的储存和释放。当镁合金与氢气接触时，镁会吸收氢气形成氢化镁化合物（MgH2）。当需要释放储存的氢气时，可以通过加热或加压等方式将氢化镁分解为镁和氢气。镁基复合材料是同类金属基复合材料中比强度和比模量最高的一种，同时尺寸稳定性好，在某些介质中耐蚀性能优异，因此具有良好的应用前景。但由于价格昂贵，主要应用于航天及航空部门。镁基材料储氢特点1、高储氢密度：镁基固态储氢技术具有较高的储氢密度，镁合金可以吸收和释放大量的氢气，从而实现高容量的氢气储存。2、相对安全：相比液态储氢技术，镁基固态储氢技术相对安全。氢化镁化合物的热稳定性较高，需要较高温度才能分解，降低了氢气泄漏和爆炸的风险。3、镁资源丰富：镁是地壳中丰富的元素之一，资源相对充足，使用镁作为储氢材料具有可持续性和经济性的优势。

不是。镧镍合金是一种可以用于储氢的材料，其储氢原理是物理吸附，镧镍合金表面具有丰富的氧化物、氢氧化物等官能团，这些官能团可以与氢气发生化学反应，从而将氢气物理吸附在镧镍合金表面。

许多金属可固溶氢气，形成含氢的固溶体。在一定的温度和压力条件下，含氢的固溶体（MHX）与氢气反应生成金属氢化物（MHY）,并释放出热量。

额你说的要求貌似早达到了

由于储氢合金具有在吸氢化学反应时放出大量热，而在放氢时吸收大量热的特性，因此，人们可以利用储氢合金的这种放热——吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。美国和日本竞相采用储氢合金制成太阳能和废热利用的冷暖房，其原理就是利用储氢合金在吸氢时的放热反应和释放氢时的吸热反应。我国北京有色金属研究总院则利用储氢合金储放氢过程的吸放热循环效应，制造了一台可以制冷到77K的制冷机，该机器可用于工业、医疗等行业需要低温环境的场合。

氢要作为一种常规能源，不单单需要解决廉价的制氢技术问题，更重要的是还需攻克安全、方便的储存和运输等方面的难题。液氢、气氢的密度小，不利于储存。在15兆帕压力下，40立方分米钢瓶中只能装0．5千克氢气。将气氢压缩为液氢，耗能差不多相当于其燃烧能的1／3～1／4，不仅耗能高，而且不安全。难怪当年装液氢的贮罐车首次出现在美国公路上时，红色“保驾”吉普车，前呼后拥，如临大敌。因此，对于一种广泛使用的燃料来说，必须寻找一种更为理想、安全、方便的贮运方法。对于储氢的方法科学进行了各种尝试，金属贮氢法成为一种很有希望的方法。说起来可能有点奇怪，固体的金属，又不是容器，怎么能够装下气体呢？原来，某些金属或合金，因为它们表面的催化或活性作用，能将氢气分子分解成氢原子而进入金属点阵内部，形成金属氢化物，这一现象是20世纪60年代末由美国科学家首次发现的。目前，世界上已研究成功多种储氢合金。储氢合金的贮氢好比是海绵吸水。金属与氢反应是个可逆过程，在一定温度、压力条件下能大量吸收并可逆地释放氢气。例如，镧镍合金能吸收氢气形成金属氢化物，这是一个放热反应。利用储氢合金储氢，只要稍稍加热，氢气就会从合金中冒出来。这种吸氢和放氢可相当长期地反复进行。在这种储氢合金中，储氢量可高达88千克／立方米，高于液氢的70.6千克／立方米。目前，最有实用价值的是镧镍合金和铁钛合金。每千克镧镍合金能储氢153升为本身体积的1000倍以上，而每千克铁钛合金的储氢量要比前者大四倍，且价格也低。性能优异的储氢材料的研制，开辟了氢的储存和运输的新途径，展现了广阔应用的前景。

储氢合金是利用合金原子间的空隙中储存的游离氢原子，价态为零价.

（1）晶胞中去掉氢气分子为镧镍合金，由晶胞结构可知镧镍合金为LaNi5，能可逆地存储和释放氢气，每个晶胞可吸收3个H2，这一过程用化学方程式为：LaNi5+3H2?LaNi5H6，故答案为：LaNi5+3H2?LaNi5H6；（2）A．镧和镍都是金属，贮氢材料为金属晶体，故A错误；B．根据储氢原理可知，镧镍合金先吸附H2，然后H2解离为原子，该过程用吸收热量，故B错误；C．吸附氢气的过程为气体体积减小的反应，高压比采用常压更有利于氢气吸收，故C正确；D．氢气分子之间不存在氢键，故D错误；E．镧的第一电离能小于镍的第一电离能，说明气态镧原子比气态镍原子更容易变成+1价的气态阳离子，故E正确，故选：CE；（3）①Ni是28号元素，其核外有28个电子，Ni3+核外25个电子，根据构造原理知，该离子核外电子排布式为：[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7，故答案为：[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7；②NiO（OH）和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气、氯化镍和水，反应方程式为：2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl2+Cl2↑+4H2O，故答案为：2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl2+Cl2↑+4H2O；（4）同分异构体有：两个氨气分子位于平行四边形相邻、相对位置或八面体上下两个顶点上，所以有A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一组均可），故答案为：A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一组均可）．

物理储氢方法的缺点如下：包括未压缩的氢气，大致有六种候选氢载体。加上甲烷等含氢化合物的话，则共有七种以上。之所以候选种类多，是因为每种氢载体各有利弊，不能一概而论。例如，在致密性(体积密度)方面，氨和储氛合金更胜一筹：但在由氧转化为NH3的过程中，大约会有30%的能量损失，而且NH3会发出难闻的气味，对人体有害，储氢合金则比较重。氢能产业链主要环节包括氢气的制备、储存、运输和利用，处于产业链中段的氢气存储连接了氢气的生产和氢气的应用，是实现氢气大规模应用的关键技术和前提条件。而能否解决氢气安全有效存储和低成本高效率运输的问题是制约氢能大规模应用的决定性因素。目前较成熟的储氢方式主要有三种：高压气态储氢、低温液态储氢和以储氢材料为介质的固态储氢。物理储氢的主要工作原理是利用范德华力在比表面积较大的多孔材料上进行氢气的吸附，多孔材料进行物埋储氨的优点是吸氢-放氨速率较快，物理吸附活化能较小，气气吸附量仅受储气材料物理结构的影响。物理吸附储氦材料主要包括:碳基储氢材料、无机多孔材料、金属有机骨架材料、共价有机化合物材料等。基储氢材料因种类繁多、结构多变、来源广泛较早受到关注。鉴于碳基材料与氢气之间的相互作用较弱，材料储氢性能主要依靠适宜的微观形状和孔结构，因此，提高碳基材料的储氢性一般需要通过调节材料的比表面积、孔道尺寸和孔体积来实现。

人们还利用储氢合金制作燃料电池和二次电池（蓄电池），这些电池具有安全、稳定和使用寿命长等优点。日本夏普公司研制的储氢合金二次电池，与一般的镍镉蓄电池相比，在相同的1．2伏电压下，其能量密度是后者的1．5～2倍。这种储氢合金二次电池，以储氢合金作为负极，而以镍板作正极，并在正负极间充填含有碱溶液（电解液）的聚酷胺纤维。在电池中，储氢合金一方面进行氧化还原反应，另一方面进行氢离子的吸收和释放。与此同时，由于电子的得失在两电极上产生一定的电动势，将两极用导线接通，就会出现电流。目前，制作二次电池较好的储氢合金是镧镍锌、钛镍硼、钒钛镍等。五、不锈钢

镍氢电池的原理：1、电解质主要为KOH作电解液（电解质7moL/LKOH+15g/LLiOH）2、充电时阳极反应：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-阴极反应：M+H2O+e-→MH+OH-总反应：M+Ni(OH)2→MH+NiOOH3、放电时正极：NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-负极：MH+OH-→M+H2O+e-总反应：MH+NiOOH→M+Ni(OH)2以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。镍氢电池是由氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差。化学成分：镍氢电池中的“金属”部分实际上是金属氢化物。用在镍氢电池的制造上，它们主要分为两大类。最常见的是AB5一类，A是稀土元素的混合物（或者）再加上钛（Ti）；B则是镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn），（或者）还有铝（Al）。而一些高容量电池的“含多种成分”的电极则主要由AB2构成，这里的A则是钛（Ti）或者钒（V），B则是锆（Zr）或镍（Ni），再加上一些铬（Cr）、钴（Co）、铁（Fe）和（或）锰（Mn）。所有这些化合物扮演的都是相同的角色：可逆地形成金属氢化物。电池充电时，氢氧化钾（KOH）电解液中的氢离子（H+）会被释放出来，由这些化合物将它吸收，避免形成氢气（H2），以保持电池内部的压力和体积。当电池放电时，这些氢离子便会经由相反的过程而回到原来的地方。

氢能体系主要包括氢的生产、储存和运输、应用3个环节。而氢能的储存是关键，也是目前氢能应用的主要技术障碍。大家知道，所有元素中氢的重量最轻，在标准状态下，它的密度为0.0899克/升，为水的密度的万分之一。在-252.7℃ 时，可以为液体，密度70克/升，仅为水的1/15。所以氢气可以储存，但是很难高密度储存。氢气输送也是氢能利用的重要环节。一般而言，氢气生产厂和用户会有一定的距离，这就存在氢气输送的需求。按照氢在输运时所处状态的不同，可以分为气氢输送、液氢输送和固氢输送。其中前两者是目前正在大规模使用的两种方式。高压气态储存气态氢可储存在地下仓库里，也可装入钢瓶中。为了提高其储存空间利用率，必须将氢气进行压缩，尽可能使氢气的体积变小，因此就需要对氢气施加压力，为此需消耗较多的压缩功。氢气重量很轻，即使体积缩小、密度增大，重量仍然如此。一般情况下，一个充气压力为20兆帕的高压钢瓶储氢重量只占总重量的1.6％，供太空用的钛瓶储氢重量也仅为总重量的5％。为提高储氢量，目前科技工作者们正在研究一种微孔结构的储氢装置，它是一种微型球床。微型球的球壁非常薄，最薄的只有1微米。微型球充满了非常小的小孔，最小的小孔直径只有10微米左右，氢气就储存在这些小孔中。微型球可用塑料、玻璃、陶瓷或金属制造。高压气态储存是最普遍、最直接的方式，通过减压阀的调节就可以直接将氢气释放出来。但是它也存在着一定的不足，即能耗较高。低温液化储存随着温度的变化，氢气的形态也会发生变化。将氢气降温，当冷却到-253℃时，氢气就会发生形态上的变化，由气态变成液态，也就是液氢。然后，再将液氢储存在高真空的绝热容器中，在恒定的低温下，液氢就会一直保持这种状态，不再发生变化。这种液氢储存工艺已经用于宇航中。这种储存方式成本较高，安全技术也比较复杂，不适合广泛应用。低温储存液氢的关键就在于储存容器，因此高度绝热的储氢容器是目前研究的重点。现在一种间壁间充满中孔微珠的绝热容器已经问世。这种二氧化硅的微珠直径在30～150微米，中间是空心的，壁厚只有1～5微米，在部分微珠上镀上厚度为1微米的铝。由于这种微珠导热系数极小，其颗粒又非常细，可以完全抑制颗粒间的对流换热；将3％～5％的镀铝微珠混入不镀铝的微珠当中，可以有效地切断辐射传热。这种新型的热绝缘容器不需抽真空，其绝热效果远优于普通高真空的绝热容器，是一种比较理想的液氢储存罐，美国宇航局已广泛采用这种新型的储氢容器。在生产实践中，采用液氢储存必须先制备液氢，将气态氢变成液态氢。生产液氢一般可采用3种液化循环方式，其中，带膨胀机的循环效率最高，在大型氢液化装置上被广泛采用；节流循环方式效率不高，但流程简单，运行可靠，所以在小型氢液化装置中应用较多；氦制冷氢液化循环消除了高压氢的危险，运转安全可靠，但氦制冷系统设备复杂，因此在氢液化中应用不多。金属氢化物储存曾经有这样一件奇怪的事情：在一间部队的营房里，史密斯中士把弯曲的镍钛合金丝拉直，放到工作台上，转过身忙别的事情。过了一会儿，等他再回到台子边，看到刚才拉直的镍钛合金丝又变成原来弯曲的形状了，史密斯中士对此感到很奇怪。发现这种现象的不仅仅是史密斯中士，巴克勒教授也发现了这种现象。他发现被他拉直的镍钛合金丝又恢复到原来弯曲的形状了。为什么会这样呢?巴克勒教授走到镍钛合金丝的旁边，看到周围并没有什么异常，他再试了一下看看是不是磁场作用的结果，可是经过检测，周围根本没有磁场。这到底是什么原因呢?当他无意中用手摸了摸放金属的台子，发现台子很烫，难道是热量在作怪吗?巴克勒教授决定亲自试一试。他把镍钛合金丝一根一根地拉直，然后又把它们放到台子上，结果和刚才一样。他又将这些镍合金丝拉直放到另外一个地方，这些金属并没有弯曲，还保持原来的样子。也就是说，放在高温地方的镍钛合金丝会恢复到原来弯曲的样子，而放在其他地方的镍钛合金丝没有改变形状。巴克勒教授从而发现了一个非常重要的科学现象，即合金在上升到一定温度的时候，它会恢复到原来弯曲的状态。巴克勒教授由此得到一个结论：镍钛合金具有记忆力。镍钛合金具有记忆力，那么其他金属有没有记忆力呢?巴克勒教授并没有浅尝辄止，放过对其他事物研究的机会。他做了许多实验，最后他发现合金大都具有记忆力。根据合金的这一特性，近年来，一种新型简便的储氢方法应运而生，即利用储氢合金(金属氢化物)来储存氢气。这是一种金属与氢反应生成金属氢化物而将氢储存和固定的技术。氢可以和许多金属或合金化合之后形成金属氢化物，它们在一定温度和压力下会大量吸收氢而生成金属氢化物。而反应又有很好的可逆性，适当升高温度和减小压力即可发生逆反应，释放出氢气。金属氢化物储存，使氢气跟能够氢化的金属或合金相化合，以固体金属氢化物的形式储存起来。金属储氢自20世纪70年代开始就受到了重视。储氢合金具有很强的储氢能力。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也就是说，相当于储存了1000个大气压的高压氢气。储氢合金都是固体，需要用氢时通过加热或减压将储存于其中的氢释放出来，因此是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金。储氢合金具有高强的本领，不仅具有储存氢气的功能，而且还能够采暖和制冷。炎热的夏天，太阳光照射在储氢合金上，在阳光热量的作用下，它便吸热放出氢气，将氢气储存在氢气瓶里。吸热使周围空气温度降低，起到空调制冷的效果。到了寒冷的冬天，储氢合金又吸收夏天所储存的氢气，放出热量，这些热量就可以供取暖了。利用这种放热—吸热循环可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。此外，储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999％的超纯氢。储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。目前我国已研制成功了一种氢能汽车，它使用储氢材料90千克就可以连续行驶40千米，时速超过50千米。碳材料储存碳材料储氢也是一种重要的储氢途径。做储氢介质的碳材料主要有高比表面积活性炭、石墨纳米纤维和碳纳米管。由于材料内孔径的大小及分布不同，这三类碳材料的储氢机理也有区别。活性炭储氢的研究始于20世纪70年代末，该材料储氢面临最大的技术难点是氢气需先预冷吸氢量才有明显的增长，且由于活性炭孔径分布较为杂乱，氢的解吸速度和可利用容积比例均受影响。碳纳米材料是一种新型储氢材料，如果选用合适催化剂，优化调整工艺过程参数，可使其结构更适宜氢的吸收和脱附，用它做氢动力系统的储氢介质有很好的前景。石墨纳米纤维来自含碳化合物，由含碳化合物经所选金属颗粒催化分解产生，主要形状有管状、飞鱼骨状、层状。其中，飞鱼骨状的石墨纳米纤维吸氢量最高。碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，主要由碳通过电弧放电法和热分解催化法制得。电弧放电法制得的碳纳米管通常比较长，结晶性能比较好，但纯化较困难。而用催化法制得的碳纳米管，管径大小比较容易调节，纯化也比较容易，但结晶性能要比电弧放电法制备的差一些。碳纳米管的孔径分布比石墨纳米纤维的孔径分布更为有序，选用合适的金属催化颗粒和晶状促长剂，就能够比较容易地控制管径的大小及管口的朝向。微孔中加入催化金属颗粒和促长剂，可增加碳纳米管强度，并使表面微孔更适宜氢分子的储存。知识点

循环性能衰减。储氢合金电极性能在多次循环后会逐渐衰减，这主要归因于以下几个原因：合金颗粒的破碎和粉化：在充放电过程中，储氢合金会经历膨胀和收缩。长时间的循环会导致合金颗粒破碎和粉化，从而降低电极的有效表面积，减少电子和离子的传输速度。表面氧化和腐蚀：储氢合金在充放电过程中可能与电解质中的氧气或其他化学物质反应，产生氧化物或其他化合物，这些物质会覆盖在合金表面，阻碍氢气在合金中的吸附和解吸，导致电极性能衰减。内部相变和组织结构变化：多次充放氢过程中，储氢合金可能会发生内部相变或者组织结构改变，导致合金的储氢性能下降。压力或温度的影响：高压或高温下，储氢合金的吸附和解吸特性可能会发生改变，导致电极性能衰减。电极材料的不稳定：某些储氢合金的成分可能会在多次充放电过程中发生改变，导致电极的储氢性能下降。为了降低储氢合金电极性能衰减，研究人员正在尝试优化合金成分、电极制备工艺、电解质等方面，以提高储氢合金电极的循环稳定性和性能。

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储氢合金的要求理论上,能够在一定温度、压力下与氢形成氢化物并且具有可逆反应的金属或合金都可以作为储氢材料。但是,要使储氢合金材料达到实用的目的,必须满足下列要求。(1)储氢最大,能量密度高。不同金属或合金的储氢量差别很大,一般认为可逆吸氢量不少丁150m1/g为好。(2)吸氢和放氢速度快。吸氢过程中,氢分子在金属表面分解为氢原子,然后氢原子向金属内部扩散,金属氢化物的相转变,这些步骤都直接影响吸收氢的速率和金属氢化物的稳定性。(3)氢化物生成热小。储氢合金用来吸收氢时生成热要小,一般在-29—46kJ/mol H2为宜。(4)分解压适中。在室温附近,具有适当的分解压(0.1—1MPa)。若分解压过高,则吸氢时充氢压力较高,需要使用耐高压容器。若分解压<0.1MPa, 则必须加热才能释放氢,需要消耗能源。同时,其P—C— T曲线应有较平坦和较宽的平衡压平台区,在这个区域内稍微改变压力,就能吸收或释放较多的氢气。(5)容易活化。储复合金第一次与氢反应称为活化处理,活化的难易直接影响储复合金的实用价值。它与活化处理的温度、氢气压及其纯度等因素有关。(6)化学稳定性好,经反复吸、放氢,材料性能不衰减,对氢气中所含的杂质(如O2、CO、CI2、H 2S、H2O等)敏感性小,抗中毒能力强,即使有衰减现象,经再生处理后,也能恢复到原来的水平,因而使用寿命长。(7)在储存与运输中安全、无害。(8)原料来源广、成本价廉。前研究并发和投入应用的金属氢化物还没有一种完全具备上述特征,只能择重而取。

固态氢能发电的原理：通过氢气与新型合金材料发生化学反应,从而“吸引”氢原子进入金属空隙中,实现存储的目的。固态氢能发电是利用氢气在高温高压下与氧气反应产生电能的一种新型能源技术，其核心是利用固态氢质子导体作为电解质，通过固态氧气电极和固态氢电极反应产生电能。固态储氢与目前的气态和液态储氢方式不同，是在常温下通过氢气与合金发生化学反应，让氢原子进入金属的空隙中储存，储氢压力是2-3兆帕，升高合金的环境温度就可以释放氢气。固态储氢最大的优点就是简单高效，可以把光伏、风电等不稳定的发电量高密度存储起来。能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，还可以实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。固态氢能发电并网，意味着氢能技术已经具备了商业化运营的条件，可以实现规模化应用。电网氢储能是一种将绿色能源转化成氢能储存起来的技术，它清洁无污染、能量密度高、储存时间长，被认为是构建新型电力系统的有力支撑，与之相关的技术已成为全球研发重点。

吸氢：低温加压放氢：高温低压

储氢材料(hydrogen storage material)一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。 基本介绍 中文名 ：储氢材料 外文名 ：hydrogen storage material 时间 ：20世纪70年代以后 不同储氢方式 ：气态、固态、液态 常见材料 ：合金、有机液体以及纳米储氢材料 要求 ：安全、成本低、容量大、使用方便 储氢材料简介,储氢方式,气态储氢,液态储氢,固态储氢,存在问题,常见储氢材料, 储氢材料简介 储氢材料（hydrogen storage material） 随着工业的发展和人们物质生活水平的提高 ,能源的需求也与日俱增。由于近几十年来使用的能源主要来自化石燃料(如煤、石油和天然气等),而其使用不可避免地污染环境 ,再加上其储量有限 ,所以寻找可再生的绿色能源迫在眉睫。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体,正引起人们的广泛关注 。氢能的开发和利用受到美、日 、德、中、加等国家的高度重视 ,以期在 21世纪中叶进入“氢能经济(hydrogen economy)”时代 。氢能利用需要解决以下 3 个问题:氢的制取 、储运和套用 ,而氢能的储运则是氢能套用的关键 。氢在通常条件下以气态形式存在, 且易燃、易爆、易扩散 ,使得人们在实际套用中要优先考虑氢储存和运输中的安全、高效和无泄漏损失,这就给储存和运输带来很大的困难 。 储氢方式 气态储氢 气态存储是对氢气加压，减小体积，以气体形式储存于特定容器中，根据压力大小的不同，气态储存又可分为低压储存和高压储存。氢气可以像天然气一样用低压储存，使用巨大的水密封储槽。该方法适合大规模储存气体时使用。由于氢的密度太低，套用不多。气态高压储存是最普通和最直接的储存方式，通过高压阀的调节就可以直接将氢气释放出来。普通高压气态储氢是一种套用广泛、简便易行的储氢方式 ,而且成本低, 充放气速度快 , 且在常温下就可进行。但其缺点是需要厚重的耐压容器, 并要消耗较大的氢气压缩功, 存在氢气易泄漏和容器爆破等不安全因素 。一个充气压力为 15 MPa 的标准高压钢瓶储氢重量仅约为 1.0 %;供太空用的钛瓶储氢重量也仅为 5 % 。可见, 高压钢瓶储氢的能量密度一般都比较低。 液态储氢 氢气在一定的低温下 ,会以液态形式存在 。因此, 可以使用一种深冷的液氢储存技术———低温液态储氢 。与空气液化相似, 低温液态储氢也是先将氢气压缩 ,在经过节流阀之前进行冷却 ,经历焦耳-汤姆逊等焓膨胀后, 产生一些液体。将液体分离后 ,将其储存在高真空的绝热容器中, 气体继续进行上述循环 。液氢储存具有较高的体积能量密度 。常温 、常压下液氢的密度为气态氢的 845 倍, 体积能量密度比压缩储存要高好几倍, 与同一体积的储氢容器相比,其储氢质量大幅度提高 。液氢储存工艺特别适宜于储存空间有限的运载场合 , 如太空梭用的火箭发动机 、汽车发动机和洲际飞行运输工具等 。若仅从质量和体积上考虑 ,液氢储存是一种极为理想的储氢方式。但是由于氢气液化要消耗很大的冷却能量 ,液化 1kg 氢需耗电 4 —10kW·h ,增加了储氢和用氢的成本。另外液氢储存容器必须使用超低温用的特殊容器 ,由于液氢储存的装料和绝热不完善容易导致较高的蒸发损失 , 因而其储存成本较贵,安全技术也比较复杂。高度绝热的储氢容器是目前研究的重点。 固态储氢 固态储存是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢储存于固体材料中。固态储存一般可以做到安全、高效、高密度，是气态储存和液态储存之后，最有前途的研究发现。固态储存需要用到储氢材料，需找和研制高性能的储氢材料，成为固态储氢的当务之急，也是未来储氢发展和乃至整个氢能利用的关键。 存在问题 世界范围内所测储氢量相差太大：0.01(wt ) %-67 (wt ) %，如何准确测定；储氢机理如何；氢能汽车商业化的障碍是成本高，氢气的储存成本高；大多数储氢合金自重大，寿命也是个问题；自重低的镁基合金很难常温储放氢；配位氢化物的可逆储放氢等需进一步开发研究；碳材料吸附储氢受到重视，但基础研究不够，能否实用化还是个问号。 常见储氢材料 合金储氢材料 储氢合金是指在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物。 储氢合金由两部分组成，一部分为吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素(A)，它控制着储氢量的多少，是组成储氢合金的关键元素，主要是ⅠA~ⅤB族金属，如Ti、Zr、Ca、Mg、V、Nb、Re(稀土元素)；另一部分则为吸氢量小或根本不吸氢的元素(B)，它则控制着吸/放氢的可逆性，起调节生成热与分解压力的作用，如Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Al等。图1列出了一些金属氢化物的储氢能力。 目前世界上已经研制出多种储氢合金，按储氢合金金属组成元素的数目划分，可分为：二元系、三元系和多元系；按储氢合金材料的主要金属元素区分，可分为：稀土系、镁系、钛系、钒基固溶体、锆系等；而组成储氢合金的金属可分为吸氢类(用A表示)和不吸氢类(用B表示)，据此又可将储氢合金分为：AB5型、AB2型、AB型、A2B型。 无机物及有机物储氢材料 一些无机物(如 N2 、CO 、CO2)能与 H2 反应 ,其产物既可以作燃料, 又可分解获得 H2 ,是一种目前正在研究的储氢新技术。如碳酸氢盐与甲酸盐之间相互转化的储氢反应，反应以 Pd 或 PdO 作催化剂,吸湿性强的活性炭作载体, 以 KHCO3 或 NaHCO3 作储 氢剂储 氢量可达2wt %。该方法的主要优点是便于大量地储存和运输,安全性好,但储氢量和可逆性都不是很好 。 有些金属可与水反应生成氢气 。例如 Na, 反应后生成 NaOH ,其氢气的质量储存密度为 3wt %。虽然这个反应是不可逆的, 但是 NaOH 可以通过太阳能炉还原为金属 Na 。同样, Li 也有这种过程 , 其氢气的质量储存密度为 6.3wt %。这种储氢方式的主要难点是可逆性和控制金属的还原 。目前, 对于 Zn的套用较成功。 Li3N 的理论吸氢量为 11.5wt %,在 255 ℃氢气氛中保持半个小时, 总吸氢量可达 9.3wt %。在 200 ℃下, 给予足够的时间, 还会有吸收 。在 200 ℃真空(1 mPa)下, 6.3wt %的氢被释放 ,剩余的氢要在高温(高于 320 ℃)下, 才能被释放 。与其他金属氢化物不同的是, 在 PCT 曲线中,Li3N 有两个平台:第一个有较低的平台压, 第二个则是一个斜坡。 有机物储氢技术始于 20 世纪 80 年代。有机物储氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应,即利用催化加氢和脱氢的可逆反应来实现。加氢反应实现氢的储存(化学键合),脱氢反应实现氢的释放。有机液体氢化物储氢作为一种新型储氢技术有很多优点:储氢量大, 如苯和甲苯的理论储氢量分别为 7.19wt %和 6.18wt %;储氢剂和氢载体的性质与汽油类似 ,因而储存、运输 、维护、保养安全方便, 便于利用现有的油类储存和运输设施;不饱和有机液体化合物作储氢剂可多次循环使用, 寿命可达 20 年。但这类方法在加氢、脱氢时条件比较苛刻 ,而且所使用催化剂易失活,因而还在做进一步的研究。 纳米储氢材料 纳米材料由于具有量子尺寸效应、小尺寸效应及表面效应，呈现出许多特有的物理、化学性质， 成为物理、化学、材料等学科研究的前沿领域。储氢合金纳米化后同样出现了许多新的热力学和动力学特性， 如活化性能明显提高， 具有更高的氢扩散系数和优良的吸放氢动力学性能。纳米储氢材料通常在储氢容量、循环寿命和氢化-脱氢速率等方面比普通储氢材料具有更优异的性能， 比表面积和表面原子数的增加使得金属性质发生变化， 具有了块体材料所没有的性质。由于粒径小， 氢更容易扩散到金属内部形成间隙固溶体， 表面吸附现象也更加显著，因而储氢材料的纳米化已成为当今储氢材料的研究热点。储氢合金纳米化为高储氢容量的储氢材料的研究提供了新的研究方向和思路。Tanaka 等 总结了纳米储氢合金优异动力学性能的原因: ( 1) 大量的纳米晶界使得氢原子容易扩散; ( 2) 纳米晶具有极高的比表面， 使氢原子容易渗透到储氢材料内部; ( 3) 纳米储氢材料避免了氢原子透过氢化物层进行长距离扩散， 而氢原子在氢化物中的扩散是控制动力学性能最主要的因素。通常情况下 Ni-Al 合金不具备吸氢特性， 韦建军等采用自 悬 浮 定 向 流 法 制 备 出 单 相 金 属 间 化 合 物AlNi 纳米微粒， 纳米 AlNi 在一定条件下， 可在 90—100℃ 实现吸氢-放氢过程， 其最大吸附量可达到材料自重的 7. 3% 。 碳质材料储氢 吸附储氢是近几年来出现的新型储氢方法，具有安全可靠和储存效率高等优点。而在吸附储氢的材料中，碳质材料是最好的吸附剂，不仅对少数的气体杂质不敏感，而且可反复使用。碳质储氢材料主要是高比表面积活性炭（AC）、石墨纳米纤维(GNF)、碳纳米管(CNT)。 配位氢化物储氢 配位氢化物储氢是利用碱金属(Li、Na、K等)或碱土金属(Mg、Ca等)与第三主族元素可与氢形成配位氢化物的性质。其与金属氢化物之间的主要区别在于吸氢过程中向离子或共价化合物的转变，而金属氢化物中的氢以原子状态储存于合金中。 表1给出了部分配位氢化物，可以看出它们含有极高的储氢容量，因而可作为优良的储氢介质，其中LiBH4、NaBH4和KBH4已实现了工业化生产。 应当指出的是，配位氢化物室温下它的分解速率很低，如LiBH4、NaBH4等金属硼氢化物在干燥或惰性气氛中，要到300℃以上才能分解释放氢气，而且其循环性能的研究也较少。为此，Bogdanovic等以NaAlH4为研究对象，发现催化剂能降低其反应活化能，且Ti4+较Zr4+的催化性能要好。 对于配位氢化物的研究开发，索新的催化剂或将现有催化剂（Ti、Zr、Fe）进行最佳化组合以改善其低温放氢性能，以及循环性能方面还需做更进一步的研究。 水合物储氢 气体水合物，又称孔穴形水合物，是一种类冰状晶体，由水分子通过氢键形成的主体空穴在很弱的范德华力作用下包含客体分子组成，其一般的反应方程为： R+nH2O----R·nH2O(固体)十△H（反应热） 水合物通常有3种结构，具体见图2和表2。很多气体或易挥发性液体都能在一定的温度和压力条件下和水生成气体水合物，例如天然气、二氧化碳以及多种氟里昂制冷剂。 水合物储存氢气具有很多的优点：首先，储氢和放氢过程完全互逆，储氢材料为水，放氢后的剩余产物也只有水，对环境没有污染，而且水在自然界中大量存在并价格低廉；其次，形成和分解的温度压力条件相对较低、速度快、能耗少。粉末冰形成氢水合物只需要几分钟，块状冰形成氢水合物也只需要几小时；而水合物分解时，因为氢气以分子的形态包含在水合物孔穴中，所以只需要在常温常压下氢气就可以从水合物中释放出来，分解过程非常安全且能耗少。因此，研究采用水合物的方式来储存氢气是很有意义的，美国、日本、加拿大、韩国和欧洲已经开始了初步的实验研究和理论分析工作。

A、氢气在储存过程中没有与金属反应生成其他物质，是物理变化，正确；B、氢气燃烧生成水无污染，且能量高，是未来理想的能源，正确；C、氢气燃烧生成水无污染，故C正确；D、氢气在储存过程中没有与金属反应生成其他物质，是物理变化，故D错误；故选D．

储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。20世纪70年代以后，由于对氢能源的研究和开发日趋重要，首先要解决氢气的安全贮存和运输问题，储氢材料范围日益扩展至过渡金属的合金。如镧镍金属间化合物就具有可逆吸收和释放氢气的性质：每克镧镍合金能贮存0.157升氢气，略为加热，就可以使氢气重新释放出来。LaNi5是镍基合金，铁基合金可用作储氢材料的有TiFe，每克TiFe能吸收贮存0.18升氢气。其他还有镁基合金，如Mg2Cu、Mg2Ni等，都较便宜。储氢合金的应用方面很多，除了以上介绍的内容外，还在空调与制冷，热泵、热-压传感器、加氢和脱氢反应催化剂等方面都可得到应用。

镍氢电池的电化学原理： 主要为KOH作电解液（电解质7moL/LKOH+15g/LLiOH） 充电时 正极反应：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e 负极反应：M + H2O + e → MH + OH- 总反应：M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH 放电时 正极：NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH- 负极：MH + OH- → M + H2O + e 总反应：MH + NiOOH → M + Ni(OH)2 以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。

是。根据查询大学化学杂志官方网站显示，储氢合金吸收氢气是氧化还原反应。储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物。

老师解答:不要相信那些说氢显负一价的！储氢合金是利用合金院子间的空隙中储存的氢原子，所以都是零价！

20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金（hydrogen storage metal）,这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。20世纪70年代，LaNi5和Mg2Ni在荷兰Philips与美国Brookhaven实验室相继被发现具有可逆的吸放氢能力并伴随的一系列物理化学机理变化。1973年起，LaNi5开始被试图作为二次电池负极材料采用，但由于其循环性能较差，未能成功。1984年，荷兰Philips公司成功解决了LaNi5合金在循环中的容量衰减问题，为MH/Ni电池发展扫清了最后一个障碍。

研究证明，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。 储氢合金的储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。 由于储氢合金都是固体，既不用储存高压氢气所需的大而笨重的钢瓶，又不需存放液态氢那样极低的温度条件，需要储氢时使合金与氢反应生成金属氢化物并放出热量，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，如同蓄电池的充、放电，因此储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。 目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。 储氢合金不光有储氢的本领，而且还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。 储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。 储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。 ——源自百度知道

储能材料不仅能存储能量，并且能使能量转化，以供需用。最常见的储能材料有储氢合金和用于一次电池（即原电池，放电后不能复原使用）、二次电池（即蓄电池，放电后可重新充电复原反复使用）的材料。常见的一次电池有锌–二氧化锰电池、锌–氧化汞电池、锌–氧化银电池和锂电池等。常见的二次电池为铅–酸电池、镍–镉电池、镍–锌电池和镍–氢化合物电池、钠–硫电池、锂离子电池等。 1、储氢合金 氢是自然界中储量最大的元素，也是一种非常清洁的能源。储氢合金所存储的氢的密度比液态氢大得多（液氢的密度为4.2×1022大气压/厘米3，而LaNi5的氢密度为6.2×1022大气压/厘米3），并且释放氢时所需的能量很小。 2、储氢合金应用要求 储氢合金的工作压力很低，操作简单安全可靠。研发中的储氢合金体系有AB5型混合稀土合金、AB2型Laves相合金、AB型钛铁系合金、A2B型Mg–Ni系合金和钒基固溶体合金等。储氢合金与气体氢发生反应时生成金属氢化合物，大量的氢以固态形式储存于储氢合金中。储氢合金的吸氢与放氢，实际上就是金属氢化物的形成与分解。 3、储氢合金的基本特征是：能可逆地大量吸氢和放氢，伴随着吸（放）氢过程出现放（吸）热效应，对氢能选择性地吸收，吸放氢的平衡压力随温度急剧变化。 4、储氢合金可用于镍–氢化合物电池、氢的储存和净化、氢同位素分离、氢气回收、热泵、制冷等。

传统贮氢方法有两种，一种方法是利用高压钢瓶（氢气瓶）来贮存氢气，但钢瓶贮存氢气的容积小，瓶里的氢气即使加压到150个大气压，所装氢气的质量也不到氢气瓶质量的1％，而且还有爆炸的危险；另一种方法是贮存液态氢，将气态氢降温到－253 0C变为液体进行贮存，但液体贮存箱非常庞大，需要极好的绝热装置来隔热，才能防止液态氢不会沸腾汽化。近年来，一种新型简便的贮氢方法应运而生，即利用贮氢合金（金属氢化物）来贮存氢气。 研究证明，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将贮存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为贮氢合金。 贮氢合金的贮氢能力很强。单位体积贮氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于贮存了1000个大气压的高压氢气。

储氢合金吸氢时，首先是氢气吸附于合金表面，在合金表面元素的催化作用下分解为氢原子，然后氢原子进入到储氢合金内部晶格的四面体和八面体间隙中，这个时候的氢在合金中是随机分布的，把这种状态下的合金称之为含氢固溶体。合金继续吸氢后，储存于合金晶格中四面体和八面体间隙的氢会与合金反应，形成真正的储氢合金，此时的氢在合金中是平均分布的。当合金中的氢的储存量达到其在特定温度和压力下的最大储氢量时，氢不能再继续进入合金，此时吸氢过程结束，放氢过称为上述吸氢过程的逆反应。

以镁基贮氢合金为例，纯镁能吸收多达76%(质量)的氢 ,但其吸放氢的速度很慢而且放氢温度太高(约600K) ,因而无法实用。加入另一种金属形成合金是为了降低镁氢化合物的稳定性，加快放氢速度，降低放氢温度，使其有研发价值。

一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气：循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率套用等等。 基本介绍 中文名 ：储氢合金 外文名 ：hydrogen storage metal 日期 ：20世纪60年代 作用 ：能储存氢的金属和合金 发展,简介,分类,主要用途, 发展 20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金（hydrogen storage metal）,这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。 20世纪70年代，LaNi5和Mg2Ni在荷兰Philips与美国Brookhaven实验室相继被发现具有可逆的吸放氢能力并伴随的一系列物理化学机理变化。1973年起，LaNi5开始被试图作为二次电池负极材料采用，但由于其循环性能较差，未能成功。1984年，荷兰Philips公司成功解决了LaNi5合金在循环中的容量衰减问题，为MH/Ni电池发展扫清了最后一个障碍。 储氢合金粉末 简介 别看储氢合金的金属原子之间缝隙不大，但储氢本领却比氢气瓶的本领可大多了，因为它能像海绵吸水一样把钢瓶内的氢气全部吸尽。具体来说，相当于储氢钢瓶重量1/3的储氢合金，其体积不到钢瓶体积的1/10，但储氢量却是相同温度和压力条件下气态氢的1000倍，由此可见，储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。采用储氢合金来储氢，不仅具有储氢量大、能耗低，工作压力低、使用方便的特点，而且可免去庞大的钢制容器，从而使存储和运输方便而且安全。 分类 目前储氢合金主要包括有钛系、锆系、铁系及稀土系储氢合金。 主要用途 氢气分离、回收和净化材料。 化学工业、石油精制以及冶金工业生产中，通常有大量的含氢尾气排出，含氢量有些达到50～60%，而目前多是采用排空或者白白的燃烧处理。因此，对这部分加以回收利用，在经济上有巨大的意义。另外，积体电路、半导体器件、电子材料和光纤等产业中，需要超高纯氢体。利用储氢合金对氢原子有特殊的亲和力，而对其他气体杂质择优排斥的特性，即利用储氢合金具有只选择吸收氢和捕获不纯杂质的功能，不但可以回收废气中的氢，而且可以使氢纯度高于 99.9999%以上，价格便宜、安全，具有十分重要的社会效益和经济意义。 制冷或采暖设备材料。 由于储氢合金具有在吸氢化学反应时放出大量热，而在放氢时吸收大量热的特性，因此，人们可以利用储氢合金的这种放热——吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。美国和日本竞相采用储氢合金制成太阳能和废热利用的冷暖房，其原理就是利用储氢合金在吸氢时的放热反应和释放氢时的吸热反应。我国北京有色金属研究总院则利用储氢合金储放氢过程的吸放热循环效应，制造了一台可以制冷到77K的制冷机，该机器可用于工业、医疗等行业需要低温环境的场合。 镍氢充电电池。 由于目前大量使用的镍镉电池（Ni－Cd）中的镉有毒，使废电池处理复杂，环境受到污染，因此它将逐渐被用储氢合金做成的镍氢充电电池（Ni－MH）所替代。从电池电量来讲，相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5～2倍，且无镉的污染，现已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型携带型的电子设备。目前，更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上，利用镍氢电池可快速充放电过程，当汽车高速行驶时，发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中，当车低速行驶时，通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油，因此为了节省汽油，此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作，这样既保证了汽车正常行驶，又节省了大量的汽油，因此，混合动力车相对传统意义上的汽车具有更大的市场潜力，世界各国目前都在加紧这方面的研究。 其他资料 某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。 储氢合金的储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。 由于储氢合金都是固体，既不用储存高压氢气所需的大而笨重的钢瓶，又不需存放液态氢那样极低的温度条件，需要储氢时使合金与氢反应生成金属氢化物并放出热量，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，如同蓄电池的充、放电，因此储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。 目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。 储氢合金不光有储氢的本领，而且还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。 储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。 储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。 储氢合金，当其用于电池，具有高放电(功率)性能和优异的放电性能，此外，裂化很少，循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率套用等等。该储氢合金具有伴随着储氢容量(H/M)变化的相变，并且当其储氢容量 (H/M)落入0.3～0.7或0.4～0.6范围内时，该储氢合金处于单一相或接近单一相的状态。

钢瓶不可以储存液氢。氢分子很小，压强达到一定程度，H2会透过钢瓶的金属原子空隙渗出来，无法储存。现在一般用储氢合金，生成金属氢化物，使用时加热逸出H2，还有就是新开发的碳纳米管用来储氢。

H2+O2==H2O

储氢材料的特点与应用前景如下：1、活化容易；2、平衡压力适中且平坦,吸放氢平衡压差小；3、抗杂质气体中毒性能好；4、适合室温操作。储氢材料一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。不同储氢方式的比较：1、气态储氢气态储氢的 缺点：能量密度低；不太安全2、液态储氢液态储氢的缺点： 能耗高；对储罐绝热性能要求高3、固态储氢固态储氢的优点：体积储氢容量高；无需高压及隔热容器；安全性好，无爆炸危险；可得到高纯氢，提高氢的附加值。常见储氢材料：目前储氢材料有金属氢化物、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。下面仅就合金、有机液体以及纳米储氢材料三个方面对储氢材料加以介绍。1、合金储氢材料储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成诸如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。2、液态有机物储氢材料有机液体氢化物贮氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现的。加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢, 有机液体作为氢载体达到贮存和输送氢的目的。3、纳米储氢材料纳米储氢材料分为两种方式，一种是将原有的储氢材料纳米化，还有一种就是开发新的纳米材料作为储氢材料。储氢合金纳米化提高储氢特性主要表现在以下几个方面原因：（1）对于纳米尺寸的金属颗粒，连续的能带分裂为分立的能级，并且能级间的平均间距增大，使得氢原子容易获得解离所需的能量；（2）纳米颗粒具有巨大的比表面积，电子的输送将受到微粒表面的散射，颗粒之间的界面形成电子散射的高势垒，界面电荷的积累产生界面极化，而元素的电负性差越大，合金的生成焓越负,合金氢化物越稳定。金属氢化物能够大量生成，单位体积吸纳的氢的质量明显大于宏观颗粒；（3）纳米贮氢合金比表面积大，表面能高，氢原子有效吸附面积显著增多，氢扩散阻力下降，而且氢解反应在合金纳米晶的催化作用下反应速率增加，纳米晶具有高比例的表面活性原子，有利于反应物在其表面吸附，有效降低了电极表面氢原子的吸附活化能,因而具有高的电催化性能。；（4）晶粒的细化使其硬度增加，贮氢合金的整体强度随晶粒尺寸的增加而增强，这对于抗酸碱及抗循环充放粉化，以及抵抗充放电形成的氧压对贮氢基体的冲击大有裨益，并且显著提高了贮氢合金耐腐蚀性。是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。20世纪70年代以后，由于对氢能源的研究和开发日趋重要。首先要解决氢气的安全贮存和运输问题，储氢材料范围日益扩展至过渡金属的合金。如镧镍金属间化合物就具有可逆吸收和释放氢气的性质：每克镧镍合金能贮存0.157升氢气，略为加热，就可以使氢气重新释放出来。LaNi5是镍基合金，铁基合金可用作储氢材料的有TiFe，每克TiFe能吸收贮存0.18升氢气。其他还有镁基合金，如Mg2Cu、Mg2Ni等，都较便宜。储氢合金的应用方面很多，除了以上介绍的内容外，还在空调与制冷，热泵、热-压传感器、加氢和脱氢反应催化剂等方面都可得到应用。

特点：1、活化容易；2、平衡压力适中且平坦,吸放氢平衡压差小；3、抗杂质气体中毒性能好；4、适合室温操作。储氢材料一类能可逆地吸收和释放氢气的材料。最早发现的是金属钯，1体积钯能溶解几百体积的氢气，但钯很贵，缺少实用价值。不同储氢方式的比较：1、气态储氢气态储氢的 缺点：能量密度低；不太安全2、液态储氢液态储氢的缺点： 能耗高；对储罐绝热性能要求高3、固态储氢固态储氢的优点：体积储氢容量高；无需高压及隔热容器；安全性好，无爆炸危险；可得到高纯氢，提高氢的附加值。常见储氢材料：目前储氢材料有金属氢化物、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。下面仅就合金、有机液体以及纳米储氢材料三个方面对储氢材料加以介绍。1、合金储氢材料储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成诸如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。2、液态有机物储氢材料有机液体氢化物贮氢是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应, 即加氢和脱氢反应来实现的。加氢反应时贮氢,脱氢反应时放氢, 有机液体作为氢载体达到贮存和输送氢的目的。3、纳米储氢材料纳米储氢材料分为两种方式，一种是将原有的储氢材料纳米化，还有一种就是开发新的纳米材料作为储氢材料。储氢合金纳米化提高储氢特性主要表现在以下几个方面原因：（1）对于纳米尺寸的金属颗粒，连续的能带分裂为分立的能级，并且能级间的平均间距增大，使得氢原子容易获得解离所需的能量；（2）纳米颗粒具有巨大的比表面积，电子的输送将受到微粒表面的散射，颗粒之间的界面形成电子散射的高势垒，界面电荷的积累产生界面极化，而元素的电负性差越大，合金的生成焓越负,合金氢化物越稳定。金属氢化物能够大量生成，单位体积吸纳的氢的质量明显大于宏观颗粒；（3）纳米贮氢合金比表面积大，表面能高，氢原子有效吸附面积显著增多，氢扩散阻力下降，而且氢解反应在合金纳米晶的催化作用下反应速率增加，纳米晶具有高比例的表面活性原子，有利于反应物在其表面吸附，有效降低了电极表面氢原子的吸附活化能,因而具有高的电催化性能。；（4）晶粒的细化使其硬度增加，贮氢合金的整体强度随晶粒尺寸的增加而增强，这对于抗酸碱及抗循环充放粉化，以及抵抗充放电形成的氧压对贮氢基体的冲击大有裨益，并且显著提高了贮氢合金耐腐蚀性。

（1）晶胞中去掉氢气分子为镧镍合金，由晶胞结构可知镧镍合金为LaNi5，能可逆地存储和释放氢气，每个晶胞可吸收3个H2，这一过程用化学方程式为：LaNi5+3H2?LaNi5H6，故答案为：LaNi5+3H2?LaNi5H6；（2）A．镧和镍都是金属，贮氢材料为金属晶体，故A错误；B．根据储氢原理可知，镧镍合金先吸附H2，然后H2解离为原子，该过程用吸收热量，故B错误；C．吸附氢气的过程为气体体积减小的反应，高压比采用常压更有利于氢气吸收，故C正确；D．氢气分子之间不存在氢键，故D错误；E．镧的第一电离能小于镍的第一电离能，说明气态镧原子比气态镍原子更容易变成+1价的气态阳离子，故E正确，故选：CE；（3）①Ni是28号元素，其核外有28个电子，Ni3+核外25个电子，根据构造原理知，该离子核外电子排布式为：[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7，故答案为：[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7；②NiO（OH）和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气、氯化镍和水，反应方程式为：2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl2+Cl2↑+4H2O，故答案为：2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl2+Cl2↑+4H2O；（4）同分异构体有：两个氨气分子位于平行四边形相邻、相对位置或八面体上下两个顶点上，所以有A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一组均可），故答案为：A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一组均可）．

是氧化还原反应。储氢合金，就是能储存氢的金属和合金，这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定条件下，与氢气进行化学反应生成金属氢化物，外在表现为大量“吸收”氢气。对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，释放出氢分子。

一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气：循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。中文名储氢合金外文名hydrogen storage metal日期20世纪60年代作用能储存氢的金属和合金发展简介分类主要用途TA说发展20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金（hydrogen storage metal）,这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物(metal hydrides)，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。20世纪70年代，LaNi5和Mg2Ni在荷兰Philips与美国Brookhaven实验室相继被发现具有可逆的吸放氢能力并伴随的一系列物理化学机理变化。1973年起，LaNi5开始被试图作为二次电池负极材料采用，但由于其循环性能较差，未能成功。1984年，荷兰Philips公司成功解决了LaNi5合金在循环中的容量衰减问题，为MH/Ni电池发展扫清了最后一个障碍。储氢合金粉末简介别看储氢合金的金属原子之间缝隙不大，但储氢本领却比氢气瓶的本领可大多了，因为它能像海绵吸水一样把钢瓶内的氢气全部吸尽。具体来说，相当于储氢钢瓶重量1/3的储氢合金，其体积不到钢瓶体积的1/10，但储氢量却是相同温度和压力条件下气态氢的1000倍，由此可见，储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。采用储氢合金来储氢，不仅具有储氢量大、能耗低，工作压力低、使用方便的特点，而且可免去庞大的钢制容器，从而使存储和运输方便而且安全。分类目前储氢合金主要包括有钛系、锆系、铁系及稀土系储氢合金。主要用途氢气分离、回收和净化材料。化学工业、石油精制以及冶金工业生产中，通常有大量的含氢尾气排出，含氢量有些达到50～60%，而目前多是采用排空或者白白的燃烧处理。因此，对这部分加以回收利用，在经济上有巨大的意义。另外，集成电路、半导体器件、电子材料和光纤等产业中，需要超高纯氢体。利用储氢合金对氢原子有特殊的亲和力，而对其他气体杂质择优排斥的特性，即利用储氢合金具有只选择吸收氢和捕获不纯杂质的功能，不但可以回收废气中的氢，而且可以使氢纯度高于 99.9999%以上，价格便宜、安全，具有十分重要的社会效益和经济意义。制冷或采暖设备材料。由于储氢合金具有在吸氢化学反应时放出大量热，而在放氢时吸收大量热的特性，因此，人们可以利用储氢合金的这种放热——吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。美国和日本竞相采用储氢合金制成太阳能和废热利用的冷暖房，其原理就是利用储氢合金在吸氢时的放热反应和释放氢时的吸热反应。我国北京有色金属研究总院则利用储氢合金储放氢过程的吸放热循环效应，制造了一台可以制冷到77K的制冷机，该机器可用于工业、医疗等行业需要低温环境的场合。镍氢充电电池。由于目前大量使用的镍镉电池（Ni－Cd）中的镉有毒，使废电池处理复杂，环境受到污染，因此它将逐渐被用储氢合金做成的镍氢充电电池（Ni－MH）所替代。从电池电量来讲，相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5～2倍，且无镉的污染，现已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型便携式的电子设备。目前，更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上，利用镍氢电池可快速充放电过程，当汽车高速行驶时，发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中，当车低速行驶时，通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油，因此为了节省汽油，此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作，这样既保证了汽车正常行驶，又节省了大量的汽油，因此，混合动力车相对传统意义上的汽车具有更大的市场潜力，世界各国目前都在加紧这方面的研究。其他资料某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。储氢合金的储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。由于储氢合金都是固体，既不用储存高压氢气所需的大而笨重的钢瓶，又不需存放液态氢那样极低的温度条件，需要储氢时使合金与氢反应生成金属氢化物并放出热量，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，如同蓄电池的充、放电，因此储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。储氢合金不光有储氢的本领，而且还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。储氢合金，当其用于电池，具有高放电(功率)性能和优异的放电性能，此外，裂化很少，循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。该储氢合金具有伴随着储氢容量(H/M)变化的相变，并且当其储氢容量 (H/M)落入0.3～0.7或0.4～0.6范围内时，该储氢合金处于单一相或接近单一相的状态

传统储氢方法有两种，一种方法是利用高压钢瓶（氢气瓶）来储存氢气，但钢瓶储存氢气的容积小，而且还有爆炸的危险；另一种方法是储存液态氢，但液体储存箱非常庞大，需要极好的绝热装置来隔热。近年来，一种新型简便的储氢方法应运而生，即利用储氢合金（金属氢化物）来储存氢气。研究证明，在一定的温度和压力条件下，一些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。储氢合金都是固体，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，因此是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。储氢合金还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。此外它还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。目前中国已研制成功了一种氢能汽车，它使用储氢材料90千克，可行驶40千米，时速超过50千米。今后，不但汽车会采用燃料电池，飞机、舰艇、宇宙飞船等运载工具也将使用燃料电池，作为其主要或辅助能源。另外由于大量使用的镍镉电池（Ni－Cd）中的镉有毒，使废电池处理复杂，环境受到污染。镍氢电池与镍镉电池相比，具有容量大、安全无毒和使用寿命长等优点。发展用储氢合金制造的镍氢电池（Ni－MH），也是未来储氢材料应用的另一个重要领域。

金属氢化物：研究证明，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。储氢合金的储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。由于储氢合金都是固体，既不用储存高压氢气所需的大而笨重的钢瓶，又不需存放液态氢那样极低的温度条件，需要储氢时使合金与氢反应生成金属氢化物并放出热量，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，如同蓄电池的充、放电，因此储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。储氢合金不光有储氢的本领，而且还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。常见的氢化金属有：四氢铝锂氢化锂氢化钙氢化钠硼氢化钠硼氢化钾氢化锂高中介绍的少，感觉也不常用，在百度上找了点，希望你用的上！

金属氢化物：Metallichydrides研究证明，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。储氢合金的储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。由于储氢合金都是固体，既不用储存高压氢气所需的大而笨重的钢瓶，又不需存放液态氢那样极低的温度条件，需要储氢时使合金与氢反应生成金属氢化物并放出热量，需要用氢时通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，如同蓄电池的充、放电，因此储氢合金不愧是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。储氢合金不光有储氢的本领，而且还有将储氢过程中的化学能转换成机械能或热能的能量转换功能。储氢合金在吸氢时放热，在放氢时吸热，利用这种放热－吸热循环，可进行热的储存和传输，制造制冷或采暖设备。储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于99.9999%的超纯氢。储氢合金的飞速发展，给氢气的利用开辟了一条广阔的道路。常见的氢化金属有：四氢铝锂Lithiumaluminiumhydride氢化锂Lithiumhydride氢化钙Calciumhydride氢化钠Sodiumhydride硼氢化钠Sodiumborohydride硼氢化钾Potassiumborohydride氢化锂Lithiumhydride