高密度储氢材料的研究进展

氢是一种清洁的燃料,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢能的利用最关键的环节就是氢能的储存。氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标。固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。目前该领域的研究取得了一些阶段性的成果,虽然目前发展的各种材料都有不易克服的缺点,但储氢材料的前景还是十分广阔的。高密度储氢材料由轻元素构成,包括铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物、氨硼烷等,理论储氢质量分数均达到5%以上。简述了氢能的优势及储存方法,介绍了镁基储氢材料、络合物储氢材料、Li-B-H系和2种或2种以上储氢材料复合4类有望实用化的储氢材料的研究现状,并指出了储氢材料的发展方向。     

储氢材料的研究进展

氢能因具有来源广泛、高效、可持续和环境友好等众多优点而受到广泛的关注.氢气储存,特别是高性能储氢材料的开发是实现氢能实际应用的关键技术问题.高性能储氢材料的研发成为发展氢能技术的重要环节.本文综述了固态储氢材料和液态储氢材料的研究进展,分析并对比了各类储氢材料的优缺点,指出了储氢材料的研究现状及面临的关键技术问题,并展望了储氢材料的应用前景和发展趋势.     

测定氢在碳质材料中吸附量的实验方法

按照容积法的原理建立了用于氢气吸附储存研究的吸附等温线测量实验装置，利用氦气、氢气在一种碳纳米纤维上的吸附评估了该实验装置的性能．从理论上分析了该实验装置的系统误差，用实验的方法验证了理想气体状态方程、SRK状态方程以及MBWR方程描述实际气体的适用性，得到了准确确定吸附槽剩余体积的方法．实验和理论分析结果说明：该测试装置和实验数据的处理方法能够准确地确定氢在碳纳米材料中的吸附量．     

液氢储存低温绝热技术研究进展

液氢储存具有单位体积储氢密度高、长距离输送成本低等优势。但液氢储存是将氢气冷却到-253℃进行液化后储存在绝热容器中,故对储存容器的低温绝热性能要求极高。本文围绕液氢储存被动绝热和主动绝热技术,通过文献调研的方式回顾了当前液氢储存低温绝热技术的研究进展,介绍了不同绝热技术的原理,比较了不同绝热技术的适用范围,分析了目前不同绝热技术中存在的瓶颈问题和不足之处,总结了各绝热技术未来的发展趋势。本文可为液氢储存低温绝热技术的发展提供参考。     

用作储氢材料的碳纳米管

氢能技术面临的最大科学挑战是能否将氢在常温常压下安全有效地储存和运输,碳纳米管具备一定的储氢能力并能快速地释放氢,但碳纳米管储氢要得以规模应用,其关键是如何利用碳纳米管储氢和怎样提高其储氢能力。对纳米碳管制备方法的改进、储氢机理的分析及其结构改性等方面都还需要更深入的研究,才能使得碳纳米管在储氢方面的实用价值得以实现,碳纳米管用于储氢电极材料将给储氢电池带来一场变革。     

金属催化剂对储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(M=Al,Mo或Ni,x=0～10)性能的影响

添加金属催化剂是改善镁基储氢材料储氢性能的有效方式。为研究金属Al,Mo,Ni对镁碳材料的储氢性能的催化作用,用氢气反应球磨法制备了镁碳储氢材料(90-x)Mg5C5NCxM(C=无烟煤基微晶碳,NC=针状焦,M=Al,Mo或Ni,x=0～10),并用排水法放氢测试装置和差示扫描量热分析仪对材料的放氢性能进行了测试。结果表明,添加适量的金属催化剂均能够提高材料的储氢密度,其中添加0.5%的Al可使储氢密度提高11.9%,达4.7%,但Al添加量≥2%时,物料在球磨时容易发生焊接,导致储氢密度降低;Ni具有催化储氢材料放氢的作用,材料89Mg5C5NC1Ni的初始放氢温度仅206.4℃,比不添加Ni时降低了119.2℃。     

微晶碳在镁基复合储氢材料中的作用

为了提高金属镁的放氢动力学性能,将无烟煤经脱灰并碳化后制得的微晶碳添加到镁粉中,用氢气反应球磨法一步制得高性能镁碳复合储氢材料。用X射线衍射和红外光谱对微晶碳的结构进行了表征,用透射电镜、引射线能谱、粉末X射线衍射对储氢材料的结构进行了测试,用差示扫描量热分析和P—C-T分析对材料的储氢性能进行了研究。结果表明,微晶碳具有类石墨晶体结构,对镁有良好的助磨作用,并与镁有协同吸氢和放氢作用。镁粉中添加40％微晶碳,球磨2h的粒度即可达到30-50nm,储氢材料的初始放氢温度可低至227.4℃,储氢密度可达6.7％。     

清华大学碳纳米管储氢技术研究获新突破

清华大学碳纳米材料研究小组近日发现一种经处理后表现出显著储氢性能的碳纳米管,它有望成为新的清洁能源——氢能电池的制造材料。研究小组的科技人员对定向碳纳米管的电化学储氢特性进行了系统研究,发现这种碳纳米管具有许多全新的力学、电学、热学和光学性能,尤其是将它混以     

铝掺杂富勒烯储氢研究:氢分子形成双层结构

利用密度泛函理论对铝(Al)掺杂富勒烯(C_(60))体系的储氢性能进行研究.计算结果显示单个Al原子吸附的最佳位置是在C_(60)表面碳五元环的中心位置,并形成稳定的Al-C_(60)团簇结构.当多个Al原子掺杂C_(60)时,12个Al原子吸附在C_(60)的碳五元环正上方具有最低的吸附能,并形成稳定的Al12-C_(60)团簇结构.当氢气与Al掺杂C_(60)的团簇相互作用时,C_(60)上碳原子的吸附使得氢气吸附在Al原子的侧位比吸附在Al原子的顶位更稳定.当多个氢气分子吸附时,102个氢分子形成稳定的双层结构并吸附在Al12-C_(60)上,体系的储氢质量分数能达到16.44%,其中第一层氢分子主要同两个临近的Al原子以及C_(60)相互作用,第二层氢气分子同近邻的Al原子和第一层氢气分子相互作用.     

碳纳米管阵列储氢的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,模拟了常温和不同压强下,氢在不同管径和管间距的单壁碳纳米管阵列(SWCNTA—S ingle-walled Carbon Nanotube Arrays)中的物理吸附过程.重点研究了压强、管径和管间距对SWCNTA(管内和管间隙)物理吸附储氢的影响.发现氢分子主要储存在SWCNTA的管壁附近,适当地增大管径和管间距可有效增加SWCNTA的物理吸附储氢量,使其在常温下具有较高的储氢能力,并给出了相应的理论解释.计算结果表明,在常温和中等压强下,SWCNTA的物理吸附总储氢量(重量百分比)可达4.2%,从而为同等条件下SWCNTA具有较高储氢能力的实验结果提供了直接的理论支持.     

碳基储氢材料研究进展

氢能以其可再生性和环境友好性成为未来最具发展潜力的能源载体，储氢技术是氢能应用中的关键问题。本文综述了近年来超级活性炭、石墨纳米纤维、碳纳米纤维和碳纳米管等碳基储氢材料的研究进展，并对该领域未来的研究工作进行了展望。     

溶剂甲醇过程研究II.合成气组分在三乙二醇二甲醚中的溶解特性

采用气体间接物理吸收技术,在４５３～５３４Ｋ、０．５～５ＭＰａ的实验条件下,测定了甲醇合成气中Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２在三二醇二甲醚溶剂中的溶解特性并与甲醇在相同溶剂中的溶解度进行了比较。结果表明：随温度增加,Ｈ２溶解度增加,而ＣＯ、ＣＯ２则降低;在实验范围内,三种气体的溶解比较。结果表明：随温度增加,Ｈ２溶解度增加,而ＣＯ、ＣＯ２则降低;在实验范围内,三种气体的溶解过程均符合享利定律。该溶剂对醇具有很     

过氧化氢改性活性炭对三甲胺废气的吸附

对煤质柱状活性炭进行H2O2改性,测试了H2O2改性前后活性炭的比表面积和含氧官能团,研究了其对三甲胺的静态吸附量、动态穿透曲线、脱附活化能。结果表明,经氧化改性后活性炭的表面含氧官能团、比表面积均有明显提高,其中以体积分数为15%的H2O2溶液浸渍1.5h后的活性炭最佳。其对三甲胺的吸附量达到440.9mg/g,较改性前提高了281.5%。对三甲胺的动态吸附穿透时间由10min提高到35min,脱附活化能由11.461kJ/mol提高到15.663kJ/mol,改性后活性炭的吸附性能得以提高。     

不同预处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响

研究了经不同预处理后多壁碳纳米管的储氢性能.结果表明:多壁碳纳米管的吸附量在0～12 MPa范围内有一个极大值,极值点的压力和吸附量与样品的种类,处理方法等密切相关;不同量不同碱金属的掺杂对多壁碳纳米管吸附的影响稍有不同;加热活化对提高多壁碳纳米管的吸附量很有效,常温下,在将近9 MPa的平衡压力下,可以达到4.48%...     

临氢条件下CO偶联合成草酸二乙酯反应的原位红外研究

利用原位红外光谱技术测定了临氢条件下CO和亚硝酸乙酯在催化剂上吸附的红外光谱,发现氢气会影响CO在催化剂活性中心上的吸附,且氢气与CO会发生甲烷化反应,氢气与亚硝酸乙酯反应生成乙醇和少量的乙腈,因此,CO催化偶联反应中加入氢气后,CO的转化率和草酸二乙酯选择性均降低。     

碳纳米材料的制备及应用

碳纳米材料具有独特的低维纳米结构、优异的性能和潜在的应用价值.重点综述上海大学低维炭材料与器件物理研究所在碳纳米材料研究方面的最新进展,并对碳纳米材料的发展趋势及对未来生产生活的影响进行评述.研究所在高纯度高结晶性单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)、双壁碳纳米管(double-walled CNTs,DWCNTs)的大量生产与应用,具有量子效应的多壁碳纳米管(multi-walled CNTs,MWCNTs)的合成,碳纳米线的可控生长,单根MWCNT、单根碳纳米线的拉曼(Raman)光谱研究以及石墨烯的大量制备等方面均取得了可喜的成果.     

油品中碳、氢含量测定方法的研究

作者提出了油品中碳、氢含量的测定方法，用标准有机试剂检验了该方法的准确性，并用该方法测定了两种油品试样的碳、氢含量     

不同填料生物过滤去除H2S恶臭影响研究

生物过滤处理恶臭气体中大量存在的H2S.采用污水处理厂的活性污泥进行驯化和培养,以陶粒和活性炭作为填料,在停留时间为18.7～150s时,浓度为1.5×10-4、4.5×10-4、1.5×10-3时,去除效率均在99%以上.浓度大时,活性炭滤柱的作用效果要明显优于陶粒滤柱.反冲洗可以降低滤柱的压降,短时间内对去除效果有影响,但很快可以恢复.在滤柱的前段承担去除大部分H2S臭气.建议实际设计中可以采用多点进气方式或适当降低滤柱高度.填料的选择可以考虑加入适当比例的活性炭.     

Effect of hydrogen attack on acoustic emission behavior of low carbon steel

In order to investigate the effect of hydrogen attack degree on acoustic emission(AE) behavior of low carbon steel during tensiling, specimens made of Low carbon steel was exposed to hydrogen gas of 18 MPa at 450 and 500℃ for 240, 480 and 720 h respectively. Experimental results show that with increase of the hydrogen attack degree, the totally AE activity decreases during tensiling. In addition, the count of AE signals with high amplitude for the specimens with hydrogen attack keeps a constant which is less than that without hydrogen attack. It is concluded that AE signals originate in the specimens with hydrogen attack from intergranular fracture induced by methane blisterings or/and microcracks on grain boundaries.