新型的儲氫方法:儲氫合金

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)


傳統(tǒng)儲氫方法有兩種:

一種方法是利用高壓鋼瓶(氫氣瓶)來儲存氫氣,但鋼瓶儲存氫氣的容積小,瓶里的氫氣即使加壓到150個大氣壓,所裝氫氣的質量也不到氫氣瓶質量的1%,而且還有爆炸的危險;

另一種方法是儲存液態(tài)氫,將氣態(tài)氫降溫到-253 0C變?yōu)橐后w進行儲存,但液體儲存箱非常龐大,需要極好的絕熱裝置來隔熱,才能防止液態(tài)氫不會沸騰汽化。

近年來,一種新型簡便的儲氫方法應運而生,即利用儲氫合金(金屬氫化物)來儲存氫氣。

研究證明,某些金屬具有很強的捕捉氫的能力,在一定的溫度和壓力條件下,這些金屬能夠大量“吸收”氫氣,反應生成金屬氫化物,同時放出熱量。其后,將這些金屬氫化物加熱,它們又會分解,將儲存在其中的氫釋放出來。這些會“吸收”氫氣的金屬,稱為儲氫合金。

儲氫合金的儲氫能力很強。單位體積儲氫的密度,是相同溫度、壓力條件下氣態(tài)氫的1000倍,也即相當于儲存了1000個大氣壓的高壓氫氣。

目前研究發(fā)展中的儲氫合金,主要有鈦系儲氫合金、鋯系儲氫合金、鐵系儲氫合金及稀土系儲氫合金。儲氫合金還可以用于提純和回收氫氣,它可將氫氣提純到很高的純度。例如,采用儲氫合金,可以以很低的成本獲得純度高于99.9999%的超純氫。

儲氫合金是一種能在晶體的空隙中大量儲存氫原子的合金材料。這種合金具有可逆吸放氫的神奇性質。它可以存儲相當于合金自身體積上千倍的氫氣,其吸氫密度超過液態(tài)氫和固態(tài)氫密度,即輕便又安全,顯示出無比的優(yōu)越性。

具有實用價值的儲氫合金必須具備以下基本性能:1、儲氫量大;2、容易活化;3、離解壓力適中;4、在室溫下吸放氫反應速度快;5、成本低壽命長。

儲氫合金的飛速發(fā)展,給氫氣的利用開辟了一條廣闊的道路。在工業(yè)領域獨領風騷一個世紀的內燃機,很快就要面對以氫為能源的燃料電池的挑戰(zhàn)。對現(xiàn)有的內燃機做適當?shù)母膭雍螅湍茉趦热紮C中使用氫來代替汽油作燃料。近年來,國際車壇出現(xiàn)氫能汽車開發(fā)熱,世界四大汽車公司——美國的福特、德國的戴姆勒-奔馳、美國的通用和日本的豐田,都在加快研制氫能汽車的步伐。

中國已研制成功了一種氫能汽車,它使用儲氫材料90千克,可行駛40千米,時速超過50千米。今后,不但汽車會采用燃料電池,飛機、艦艇、宇宙飛船等運載工具也將使用燃料電池,作為其主要或輔助能源。


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