Lecture储氢材料资料讲解.ppt

* 　　可用于吸收核反应堆的重水慢化器及冷却器中产生的氢、氖、氚等氢同位素，以避免核反应器材料的氢脆和防止环境污染，对吸收的氢同位索还可以利用贮氢材料的氢化物与氘化物平衡压力的差异、经济有效地实现氢氘分离，即氢的同位素分离。 * 2、静态压缩机 　　利用氢化物的平衡压力随温度指数变化的规律，室温下吸氢，然后提高温度以使氢压大幅度提高，同时使氢净化。这样，不用机械压缩即可制高压氢，所用设备简单，无运转部件，无噪声，用于此目的贮氢合金称为静态压缩机。 * 3、热泵 　　利用贮氢材料的热效应和平台压力的温度效应，只需用低品位热源如工业废热、太阳能作能源，即可进行供热、发电、空调和制冷。过去一股为二段式热泵，一次升温，现发展成三段式热泵，二次升温，可使65~90℃废热水升温至130℃或更高，可直接用于产生蒸汽再发电，并可充分利用环境热，制成新型空调器和冰箱，可节能80％。 * 　　金属氢化物热泵的推广与金属氢化物成本和热交换器的结构密切相关。日本最近提出的一种机械压缩机与金属氮化物联动式热泵，它只用一种廉价的金属氢化物（如TiFe等）与一台无油压缩机驱动氢的吸入，从而简化设计结构，降低成本。 * 4、用作催化剂 　　贮氢材料可用作加氢和脱氢反应的催化剂，如LaNi5、TiFe用作常温常压合成氨催化剂、电解水或燃料电池上的催化剂。它可降低电解水时的能耗，提高燃料电池的效率。 * 放电 充电 5、发展镍氢电池 　　由于镉有毒，镍镉高容量可再充式电池因废电池处理复杂已处于被淘汰的阶段。因此金属氢化物镍氢电池发展迅速，基本化学过程： * 　　如果以贮氢材料作电极材料，则放电时从贮氢材料中放出氢，充电时则反之，对TiCrVNi、TiNi等最高贮氢量可达260cm3/g的材料、放电量可比镍镉电池高1.8倍，可充放电1000次以上。这类电池已经在宇航、手提式电子计算机、移动电话、电动汽车等行业中得到广泛应用。 * 6、温度传感器、控制器 　　贮氢材料的氢平衡压随温度升高而升高的效应可以用作温度计。 　　从贮氢材料的p-T曲线找到压强与温度的对应关系，将小型贮氢器上的压力表盘改为湿度指示盘、经校正后即可制成温度指示器。这种温度计体积小，不怕震动，而且还可以通过毛细管在较远的距离上精确测定温度。这种温度计已广泛用于各种飞机。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * 　　然而，氢吸收元素和氢非吸收元素组成的合金，不一定都具备贮氢功能。 　　例如在Mg和Ni的金属间化合物中，有Mg2Ni和MgNi2。Mg2Ni可以和氢发生反应生成Mg2NiH4氢化物，而MgNi2在100atm左右的压力下也不和氢发生反应。 * 　　另外，作为La和Ni的金属间化合物，除LaNi5外，还有LaNi，LaNi2等。 　　 LaNi，LaNi2也能和氢发生反应，但生成的La的氢化物非常稳定，不释放氢，反应的可逆性消失了。 * 　　因此，作为贮氢材料的另一个重要条件是要存在与合金相的金属成分一样的氢化物相。 　　例如LaNi5H6相对于LaNi5，Mg2NiH4相对于Mg2Ni那样。 * 　　总之，金属（合金）氢化物能否作为能量贮存、转换材料取决于氢在金属（合金）中吸收和释放的可逆反应是否可行。 * (二) 储氢材料应具备的条件 　① 易活化，氢的吸储量大； 　② 用于储氢时生成热尽量小，而用于蓄热时生成热尽量大； 　③ 在一个很宽的组成范围内，应具有稳定合适的平衡分解压（室温附近分解压2~3atm）； * 　④ 氢吸收和分解过程中的平衡压差（滞后）小； 　⑤ 氢的俘获和释放速度快； 　⑥ 金属氢化物的有效热导率大； * 　⑦ 在反复吸、放氢的循环过程中，合金的粉化小，性能稳定性好； 　⑧ 对不纯物如氧、氮、CO、CO2、水分等的耐中毒能力强； 　⑨ 储氢材料价廉。 * (三) 影响储氢材料吸储能力的因素 　① 活化处理 　　制造储氢材料时，表面被氧化物覆盖及吸附着水和气体等会影响氢化反应，采用加热减压脱气或高压加氢处理。 * 　② 耐久性和中毒 耐久性是指储氢材料反复吸储的性质。向储氢材料供给新的氢气时带入的不纯物使吸储氢的能力下降称为“中毒”。 　③ 粉末化 在吸储和释放氢的过程中，储氢材料反复膨胀和收缩，从而导致出现粉末现象。 * 　④ 储氢材料的导热性 在反复吸储和释放氢的过程中，形成微粉层使导热性能很差，氢的可逆反应的热效应要求将其