《储氢材料概述》讲义

Seminar i 储氢材料概述 报告人:赵平 指导教师:张华民研究员 Fuel cell r&d center Dalian Institute of Chemical Physics Chinese academy of Science 2004年4月

2021/2/21 1 储氢材料概述 报告人： 赵 平 指导教师： 张华民 研究员 Fuel cell R&D center Dalian Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Science 2004年4月 Seminar I

Seminar i Fuel celled Center 绪 氢一二十一世纪 的绿色能源 2021/2/21

Fuel Cell R&D Center Seminar I 2021/2/21 2 一、绪言 氢－二十一世纪 的绿色能源

Seminar i Fuel celled Center 1.1能源危机与环境问题 ◆化石能源的有限性与人类需求的无限性 石油、煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯竭!! (科技日报,2004年2月25日,第二版) ◆化石能源的使用正在给地球造成巨大的生 态灾难一温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物的生存!!! 人类的出路何在?一新能源研究势在必行!! 2021/2/21

Fuel Cell R&D Center Seminar I 2021/2/21 3 1.1能源危机与环境问题  化石能源的有限性与人类需求的无限性－ 石油、煤炭等主要能源将在未来数十年至数百年内枯竭！！！ （科技日报，2004年2月25日，第二版）  化石能源的使用正在给地球造成巨大的生 态灾难－温室效应、酸雨等严重威胁地球动植物的生存！！！  人类的出路何在？－新能源研究势在必行！！！

Seminar i Fuel celled Center 12氢能开发,大势所趋 4氢是自然界中最普遍的元素,资源无 穷无尽一不存在枯竭问题 4氢的热值高,燃烧产物是水一零排放,无污 染,可循环利用 4氢能的利用途径多一燃烧放热或电化学发电 4氢的储运方式多一气体、液体、固体或化合物 2021/2/21

Fuel Cell R&D Center Seminar I 2021/2/21 4 1.2 氢能开发，大势所趋  氢是自然界中最普遍的元素，资源无 穷无尽－不存在枯竭问题  氢的热值高，燃烧产物是水－零排放，无污 染 ，可循环利用  氢能的利用途径多－燃烧放热或电化学发电  氢的储运方式多－气体、液体、固体或化合物

Seminar i Fuel celled Center 1.3实现氢能经济的关键技术 廉价而又高效的制氢技术 ◆安全高效的储氢技术一开发新型高效的储氢材料和安 全的储氢技术是当务之急 ◆车用氢气存储系统目标: 正A:质量储氢容量>5%;体积容量 >50kg(H2)m3 →DOE:>6.5%,>62kg(H2)m3 2021/2/21 5

Fuel Cell R&D Center Seminar I 2021/2/21 5 1.3 实现氢能经济的关键技术  廉价而又高效的制氢技术  安全高效的储氢技术－开发新型高效的储氢材料和安 全的储氢技术是当务之急  车用氢气存储系统目标： IEA: 质量储氢容量>5%; 体积容量 >50kg(H2 )/m3 DOE : >6.5%, > 62kg(H2 )/m3

二、不同储氢方式的比较 气态储氢: 1)能量密度低 不太安全 液化储氢: 能耗高 对储罐绝热性能要求高 2021/2/21

2021/2/21 6 二、不同储氢方式的比较 气态储氢： 1) 能量密度低 2) 不太安全 液化储氢： 1) 能耗高 2) 对储罐绝热性能要求高

二、不同储氢方式的比较 固态储氢的优势 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 4)可得到高纯氢,提高氢的附加值 2021/2/21 7

2021/2/21 7 二、不同储氢方式的比较 固态储氢的优势： 1) 体积储氢容量高 2) 无需高压及隔热容器 3) 安全性好，无爆炸危险 4) 可得到高纯氢，提高氢的附加值

Seminar i Fuel celled Center 21体积比较 Figure 1 Volume of 4 kg of hydrogen compacted n dfferent ways, with size relative tothe size of a car ( mage of car oour tesy of toyota press information, 33rd Tokyo Motor Show, 1999) H2(liquid 2(200 bar) 2021/2/21

Fuel Cell R&D Center Seminar I 2021/2/21 8 2.1 体积比较

Seminar i Fuel celled Center 22氢含量比较 Hydrogen storage capacity(wt%) sHe 1.4Wt% per weight TiFeH 18wt% Ma nih 3.6wt% Carbon nanotube (RT,1OMPa氢压 4.2wt% Hydrogen storage capacity(wt%) 2021/2/21

Fuel Cell R&D Center Seminar I 2021/2/21 9 2.2 氢含量比较 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 4.2wt% Carbon nanotube (RT,10MPa 氢压) 3.6wt% 1.8wt% 1.4wt% Hydrogen storage capacity (wt%) LaNi5H6 TiFeH1.9 Mg2NiH4 Hydrogen storage capacity (wt%) per weight

Seminar i Fuel celled Center 、储氢材料技术现状 3.1金属氢化物 ◆3.2配位氢化物 33纳米材料 2021/2/21

Fuel Cell R&D Center Seminar I 2021/2/21 10 三、储氢材料技术现状  3.1 金属氢化物  3.2 配位氢化物  3.3 纳米材料