储氢材料及载体资料讲解.ppt

* 储氢材料的热泵系统工况图见图12-5。它具有升温或降温热效率高的优点，分为温度提高型、热量增幅型和制冷型三种操作方式。这种储氢材料热泵系统可以在反复的吸储和释放氢的过程中，实现所希望的热能储蓄和释放，解决了热能储存、输送的重大技术难题。 * 作为热泵系统用的储氢材料，储氢合金的性能对氢化物热泵工作状况起着决定性的作用，特别是选择合适的蓄热型和储氢型两种金属氢化物配对使用是提高热泵效率的关键。对合金的主要要求为： * 1.?氢的有效吸贮量大， H/M应在0.5以上。 2.?平台平坦，滞后小，滞后参数应在 0.25以下。 3.?动力学性能好。吸贮、释放氢的速度较快，并且在两种储氢材料切换对在快速反应时，压力能很好匹配。 * 4.??? 抗衰退能力和抗中毒能力强。 5.??? 有合理的ΔH值。 6.?? 储氢材料及充填容器材料的热容量较小，储氢材料价格低廉。 * 浙江大学已制作并运行了一台1．25×107J／h的空调样机，采用La(NiCu)5Zr0.05和Mm0.6Ml0.4(NiFe)5配对合金。日本干代田化工建设公司已开发了大型热泵，其功率达到1.25×10E9J／h。但今后仍需要进一步解决一些技术问题，如改善传质、传热；克服材料床体及容器的吸热损失，降低成本；新材料的开发及配对(获得最大的有效工作氢量)等等。 * 3.4 氢能汽车 氢汽车是一种完全以氢气为燃料代替汽油的新型汽车。它不存在环境污染问题，具有良好的发展前景。目前开发当前氢能汽车主要有三种类型：利用储氢材料制成储氢罐，直接燃烧氢的储氢罐型；利用镍氢电池的电动型；以燃料电池为动力的燃料电池型。 * 目前多使用稀土系和钛系以及钛铁锰储氢合金，每立方米氢气大约可行驶5－6公里。德国奔驰公司已成功试制用钛铁储氢合金代替汽油箱的氢汽车，并反复进行了公路实地试车。美国Ovenic电池公司也将镍金属氢化物电池用于电动汽车，充电一次，可行驶350公里，时速为90公里，最高速度可达160公里。 * 3.5 氢催化剂 储氢合金具有很高的活性，所以也是加氢反应和脱氢反应的良好的催化剂。它在甲烷合成、氢合成、氨合成羰基加成以及烯烃、炔烃的加氢反应、芳香族化合物的脱烷基反应中，都是优良的催化剂。它与铂同时使用，还可以作为环己烷脱氢反应的催化剂。 * 1971年Philips实验室率先报道了用LaNi5合金对硝基苯加氢，使环乙烯加氢成环己烷，并取得专利权。施瓦布(E．Schwab)等发现在TiFe合金中加入少量Ru可使TiFe在合成氨反应中的催化活性提高5倍，活化能从62kJ／mol降至38kJ／mol。此后储氢合金在催化加氢、脱氢反应中的应用引起人们越来越大的兴趣。日本、美国、前苏联和我国在这方面的研究和开发中处于领先地位。 * 3.6 储氢材料的压力传递功能 储氢材料在相应的低温低压下制成氢化物，一旦加热提高温度，即可获得高压氢。用多种储氢材料相匹配，即可制成多段式压缩机。它运动安静，无震动，易维修，设备结构紧凑，耗电少，可利用排出的废热，可组装成多段高压压缩机。美国MPD以及日本东洋纺织都开展了这方面的研究，我国浙江大学也进行了这方面的研究。 * 此外，加热储氢材料氢化物所释放的高压氢，可推动活塞，利用此性质，可制成化学发动机，带动发电机发电，将热能转变为动力，制备化学发动机。 * 储氢材料还可以制备气体液化器和储氢材料传感器以及储氢材料执行器。总之，储氢材料的发展前景十分广阔，随着人们对储氢合金的进一步认识和开发，必将获得更多的实际应用。 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。 * * 储氢材料的应用，首先在镍氢电池方面取得重大进展，日本的小型镍氢电池，可用于携带式电话机、摄影机、通信设备、照明、室外临时设备等，并正在向大型镍氢电池发展。美国国家环保局试验证明，镍氢电池不仅无重金属镉污染，而且被弃置的Ni/H电池可视为一种无公害的废弃物。 * 但从资源持续利用角度看，被废弃电池中的Ni、Co等有价金属，仍应有效地回收。美国TWC公司研究了两种再生利用Ni／H电池的方法。日本也正在研究新的热塑弹性聚合物作为生产极板时的粘结剂，这种聚合物可溶于有机溶剂，待聚合物溶解后,即可直接回收金属材料。在开发应用储氢材料的同时，又为其循环再生、回收利用寻找对策。这就为储氢材料的可持续发展提供了美好前景。 * 金属氢化物-镍电池是利用储氢材料的