储氢材料的研究及其进展 被引量：25

1

作者 杨静怡 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期51-55,共5页

首先对固态储氢的储氢材料进行了定义及概括,然后通过对储氢材料的机理、优缺点等性能的比较,对现有的研究进展进行了总结,并对储氢材料的未来及发展趋势进行了展望。

关键词 氢化物 储氢材料 固体储氢 储氢量

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高压复合储氢罐用储氢材料的研究进展 被引量：25

2

作者 周超 王辉 +1 位作者 欧阳柳章 朱敏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期117-126,共10页

氢能因来源广、无污染、热值高等特点成为解决能源问题的重要方案。随着燃料电池技术的发展,氢能在车载方面的应用得到进一步拓宽,但氢气的加注、存储问题成为限制氢能汽车发展的瓶颈之一。实现氢气安全高效的存储是氢能规模化应用的关... 氢能因来源广、无污染、热值高等特点成为解决能源问题的重要方案。随着燃料电池技术的发展,氢能在车载方面的应用得到进一步拓宽,但氢气的加注、存储问题成为限制氢能汽车发展的瓶颈之一。实现氢气安全高效的存储是氢能规模化应用的关键。目前主要的储氢方式有高压气态、低温液态、固态。通过增加氢气压力和提高容器材料的比强度,可有效提高气态储氢系统的质量储氢密度,但由于气体分子间作用力的影响,高压气态储氢的体积储氢密度较低。同时过高的氢压对安全储氢罐的设计和成本也是一大挑战。通过加压、降温液化氢气实现的液态储氢拥有理想的质量储氢密度和体积储氢密度,但保存液态氢对设备要求十分苛刻,且液化氢气所需能耗为氢燃烧热值的40%,得不偿失。固态储氢方式将氢以原子、离子的形式存储于氢化物中,因此固态储氢材料的体积储氢密度可观,且材料吸/放氢条件温和,安全性高,但固态储氢材料的质量储氢密度不占优势。高压复合储氢罐将高压储氢技术与固态储氢材料相结合,同时拥有气态储氢与固态储氢的优势,是实现安全高密度储氢的有效途径。通过气-固复合的储氢方式,可有效提升高压储氢罐的体积储氢密度,减小储氢罐体积,降低充氢压力,提高安全性。而发展在高压条件下具有良好充/放氢特性的储氢材料是提升高压复合储氢罐性能的关键。TiCr2基、ZrFe2基AB2型合金是主要的高压储氢合金,对它们的研究集中在通过利用不同原子半径、电子结构的合金元素进行A侧和/或B侧元素替代,实现对合金平台压、容量、吸放氢动力学性能的有效调控。但TiCr2基、ZrFe2基储氢合金的质量储氢密度仍然偏低,相比之下,NaAlH4与AlH3具有高的储氢密度,是潜在的高压储氢材料。通过纳米化、掺杂催化剂等手段能够有效降低NaAlH4的脱 展开更多

关键词 固态储氢 高压复合储氢罐 高压储氢材料 ZrFe2 TiCr2

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固体储氢材料的研究进展 被引量：13

3

作者 陈思安 彭恩高 范晶 《船电技术》 2019年第9期31-35,39,共6页

本文重点论述了几种固体储氢材料的研究进展,主要有物理吸附储氢材料、中空玻璃微球体储氢材料、金属基储氢合金材料以及无机非金属储氢材料,并介绍了储氢量、储氢机理、性能以及一些优缺点。发现在众多固体储氢材料中,由于金属基储氢... 本文重点论述了几种固体储氢材料的研究进展,主要有物理吸附储氢材料、中空玻璃微球体储氢材料、金属基储氢合金材料以及无机非金属储氢材料,并介绍了储氢量、储氢机理、性能以及一些优缺点。发现在众多固体储氢材料中,由于金属基储氢材料具有储氢量大,制备工艺成熟、安全并易于储存等优点,因此在目前是极具有应用优势的。在最后总结了固体储氢材料的现状以及需要解决的问题,并展望了固体储氢材料在未来的发展发向。 展开更多

关键词 储氢合金 储氢材料 固体储氢

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固态储氢技术的研究进展 被引量：13

4

作者 张晓飞 蒋利军 +4 位作者 叶建华 武媛方 郭秀梅 李志念 李海文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期345-354,共10页

综述固态储氢技术的研究进展,包括储氢材料、储氢装置及其应用现状。部分储氢合金已成功用于固态储氢装置中,开发温和吸放氢条件下新型高容量可逆储氢材料是当前研发重点;储氢装置的优化设计可有效改善装置的快速传热特性,安全性能也得... 综述固态储氢技术的研究进展,包括储氢材料、储氢装置及其应用现状。部分储氢合金已成功用于固态储氢装置中,开发温和吸放氢条件下新型高容量可逆储氢材料是当前研发重点;储氢装置的优化设计可有效改善装置的快速传热特性,安全性能也得以保证,储氢装置已在分布式供能、机动车等领域得到示范应用,但还需进一步实现储氢系统快速响应、安全可靠和高储氢密度的协调统一。 展开更多

关键词 储氢合金 传热 燃料电池 固态储氢 膨胀应力

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催化剂掺杂对MgH2储氢性能的改进研究 被引量：7

5

作者 石伟和 贾陈忠 +1 位作者 陆必旺 马志鸿 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期87-95,共9页

催化剂掺杂被认为是一种非常有效改善MgH_(2)储氢性能的途径。研究结果表明,过渡金属对氢原子具有很强的亲和力,在氢分子的解离或者氢原子的重组过程中,过渡金属的d电子和氢原子/氢分子轨道上的电子发生转移填充,由此产生的相互作用力... 催化剂掺杂被认为是一种非常有效改善MgH_(2)储氢性能的途径。研究结果表明,过渡金属对氢原子具有很强的亲和力,在氢分子的解离或者氢原子的重组过程中,过渡金属的d电子和氢原子/氢分子轨道上的电子发生转移填充,由此产生的相互作用力促进氢分子的解离和氢原子的重组;掺杂过渡金属氧化物同样可以有效地催化MgH_(2)的吸放氢反应,而且在研磨过程中还可以作为润滑剂和分散剂,防止MgH_(2)颗粒的团聚,细化MgH_(2)颗粒尺寸,加速MgH_(2)的氢解吸动力学,催化MgH_(2)的吸放氢反应;过渡金属卤化物在吸放氢过程与MgH_(2)反应生成的过渡金属氢化物能够促进氢分子的解离和氢原子的扩散、在氢化过程中促进形核、减小吸放氢反应的活化能;金属硫化物或金属氢化物与MgH_(2)在球磨过程中的反应产物具有较高的催化活性,能在一定程度上解决脱氢/氢化动力学缓慢的问题,并且MgS能够提供丰富的成核活性位点。碳基材料的添加,能促进Mg/MgH_(2)相形核,细化颗粒尺寸,改善氢吸咐动力学,然而效果弱于金属基催化剂。但掺杂金属基和碳基复合催化剂,MgH_(2)能同时获得掺杂金属基和碳基催化剂的效果,即脱氢温度和脱氢活化能显著降低,又表现出优异的循环稳定性。 展开更多

关键词 固态储氢 机械球磨 摧化掺杂 MgH 储氢性能

原文传递

基于固态储氢技术的分布式光伏发电并网系统研究 被引量：2

6

作者 王兆强 牛湘智 《东北电力技术》 2024年第4期38-42,共5页

在新能源发电技术中,分布式光伏发电因选址灵活、噪声小、污染轻等优点而得到广泛应用,但光伏发电高峰多集中在白昼,而用电高峰多集中在夜晚,发电、用电高峰不匹配,造成大量“弃光”问题。以传统分布式光伏发电并网系统为基础,结合电解... 在新能源发电技术中,分布式光伏发电因选址灵活、噪声小、污染轻等优点而得到广泛应用,但光伏发电高峰多集中在白昼,而用电高峰多集中在夜晚,发电、用电高峰不匹配,造成大量“弃光”问题。以传统分布式光伏发电并网系统为基础,结合电解水制氢、固态储氢、燃料电池发电技术,提出一种基于固态储氢技术的分布式光伏发电并网系统,有效解决了“弃光”问题,可进一步提高电力系统光伏消纳水平。 展开更多

关键词 分布式光伏 电解水制氢 固态储氢 燃料电池 光伏消纳

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TiFe系储氢合金的研究现状

7

作者 郭克星 《大型铸锻件》 2024年第2期10-17,共8页

在氢能存储中固态储氢是比较安全的一种方案,而储氢合金因其独特的优点备受关注,TiFe系储氢合金就是其中的一种。本研究综述了TiFe系储氢合金近三年来的最新研究成果,从作为储氢合金的优势、制备工艺和合金元素对储氢性能的影响三方面... 在氢能存储中固态储氢是比较安全的一种方案,而储氢合金因其独特的优点备受关注,TiFe系储氢合金就是其中的一种。本研究综述了TiFe系储氢合金近三年来的最新研究成果,从作为储氢合金的优势、制备工艺和合金元素对储氢性能的影响三方面进行了总结。作为AB型金属间化合物,其既可以作为固定存储,也可以作为移动存储,具备较大的应用优势。活化困难问题是目前TiFe系储氢合金研究的重点,目前常用的做法是进行元素替代,主要包含金属元素和稀土元素。研究证明,通过元素替代能够提高活化特性,缩短孵育时间。建议下一步可以探索其他元素对储氢性能的影响,不断提高储氢能力。 展开更多

关键词 氢能 固态储氢 储氢合金 储氢能力 吸氢放氢

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金属储氢材料的研究进展

8

作者 张拯恺 卫佳 靳奉铱 《中国资源综合利用》 2024年第6期144-147,共4页

氢能是一种可再生的清洁能源,被广泛应用于工业、交通、电力和建筑等领域。随着社会需求的增加,氢能消耗量逐年提升,但氢气密度较小,大规模运输与储存困难较大,因此储氢材料的性能决定氢能是否能被大规模应用。目前,储氢方式主要有低温... 氢能是一种可再生的清洁能源,被广泛应用于工业、交通、电力和建筑等领域。随着社会需求的增加,氢能消耗量逐年提升,但氢气密度较小,大规模运输与储存困难较大,因此储氢材料的性能决定氢能是否能被大规模应用。目前,储氢方式主要有低温液态储氢、高温气态储氢和固态储氢,金属储氢材料可以分为镁系、钒系、稀土系、钛系、锆系和钙系等。基于发展比较成熟且前景较好的储氢方式,综述金属储氢材料的研究现状,并展望金属储氢材料的发展方向,以进一步提高金属氢化物及合金的储氢性能。 展开更多

关键词 金属储氢材料 储氢方式 储氢性能 固态储氢 金属氢化物 合金

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轻质储氢材料改性与热力学调控进展 被引量：5

9

作者 张晨晨 孙立贤 +4 位作者 欧阳义芳 徐芬 韦思跃 褚海亮 张焕芝 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期919-932,共14页

为解决环境与能源问题,氢能作为一种理想的二次能源,受到国内外研究者的关注。众多储氢方式中,固态储氢能量密度高、安全性好,被认为是最具有发展前景的储氢方式之一。由轻质元素组成的储氢材料(包含金属氢化物、硼氢化物、铝氢化物、... 为解决环境与能源问题,氢能作为一种理想的二次能源,受到国内外研究者的关注。众多储氢方式中,固态储氢能量密度高、安全性好,被认为是最具有发展前景的储氢方式之一。由轻质元素组成的储氢材料(包含金属氢化物、硼氢化物、铝氢化物、氨基氢化物、氨硼烷)因其具有高的储能密度成为储氢领域的研究热点。本文从热力学角度出发,对几种轻质储氢材料的研究进展,尤其是材料的改性进行了总结,并对轻质储氢材料的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 氢能 固态储氢 热力学 轻质储氢材料

原文传递

高熵合金储氢性能的研究进展

10

作者 郭克星 曹光绪 +1 位作者 席敏敏 高杰 《天然气与石油》 2024年第5期114-118,共5页

高熵合金优异的物理、化学及力学性能,使其在航空、航天、海洋、核能、医疗、新能源等重大领域得到了广泛应用。高熵合金在储氢材料中极具发展潜力,但相关研究目前处于起步阶段,对储氢性能的研究也有限。结合储氢技术对高熵合金材料的需... 高熵合金优异的物理、化学及力学性能,使其在航空、航天、海洋、核能、医疗、新能源等重大领域得到了广泛应用。高熵合金在储氢材料中极具发展潜力,但相关研究目前处于起步阶段,对储氢性能的研究也有限。结合储氢技术对高熵合金材料的需要,综述了目前关于高熵合金储氢性能的研究进展,对近年来国内外高熵合金储氢性能的研究成果进行了总结。研究发现,对高熵合金进行合金化处理可以显著提高储氢容量、改善吸/放氢动力学和循环稳定性等。下一步应深入探究高熵合金的吸/放氢机理,对比研究不同高熵合金储氢性能,并应用于实际的储氢系统进行工程实践。研究成果可为相关领域研究人员提供参考。 展开更多

关键词 高熵合金 固态储氢 储氢性能 吸氢 脱氢

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金属氢化物储氢反应器的热管理研究进展 被引量：1

11

作者 廖艺涵 王艺 +3 位作者 郑度奎 李敬法 宇波 李建立 《油气储运》 CAS 北大核心 2024年第3期257-271,共15页

【目的】金属氢化物储氢反应器是固态储氢技术的核心部件,在金属氢化物进行可逆吸放氢反应过程中会发生大量热交换,从而导致反应器内部温度分布不均匀,影响反应器的储氢性能和使用寿命。因此,对金属氢化物储氢反应器进行有效的热管理,... 【目的】金属氢化物储氢反应器是固态储氢技术的核心部件,在金属氢化物进行可逆吸放氢反应过程中会发生大量热交换,从而导致反应器内部温度分布不均匀,影响反应器的储氢性能和使用寿命。因此,对金属氢化物储氢反应器进行有效的热管理,是提高其储氢效率和稳定性的关键技术之一。【方法】为研究国内外金属氢化物储氢反应器的热管理进展,通过文献调研的方式,概述了金属氢化物吸放氢反应原理,根据热量传递过程将储氢反应器的换热过程分为3个阶段:热量在储氢材料中的传递、储氢材料与储氢反应器壁面间的换热、储氢反应器壁面与外界的换热,并对提高不同阶段换热效率的热管理方法进行了分类。【结果】通过对各种热管理方法的换热性能进行分析,分别介绍了使用换热管、翅片、相变材料等不同热管理方法的研究进展,以吸放氢速率作为金属氢化物储氢反应器的重要指标,对比分析了不同热管理方法的优缺点,总结了现阶段仍存在的问题和挑战,并对金属氢化物储氢反应器热管理的未来发展方向进行了展望。【结论】不同的热管理方法有各自的优势和劣势,对不同规模和用途的金属氢化物储氢反应器有针对性地进行热管理方法的选择与优化,有利于设计出高效、紧凑的热管理系统,为固态储氢技术的规模化和工程化应用奠定基础。(图7,表1,参79) 展开更多

关键词 固态储氢 金属氢化物反应器 热管理 吸放氢性能

原文传递

镁基固态储氢技术在加氢站中的应用进展

12

作者 方鸽 都桂庭 李光辉 《上海节能》 2024年第10期1645-1650,共6页

由于各地制氢资源分布不均,氢的储存和运输限制了产业链的发展。镁基固态储氢技术具有高储氢容量、安全性高、成本低等优势,是未来加氢站储氢方式的重要发展方向。然而,目前该技术在实际应用中还存在一些技术瓶颈,包括反应速率、循环稳... 由于各地制氢资源分布不均,氢的储存和运输限制了产业链的发展。镁基固态储氢技术具有高储氢容量、安全性高、成本低等优势,是未来加氢站储氢方式的重要发展方向。然而,目前该技术在实际应用中还存在一些技术瓶颈,包括反应速率、循环稳定性和成本问题。通过对镁基固态储氢技术在加氢站中的应用进行详细探讨,分析了镁基固态储氢系统的技术特点、工艺流程、换热方式、在加氢站中的应用场景和现状。镁基固态储氢技术在加氢站中的应用前景广阔,有望成为建设氢能社会的重要支撑技术,并通过技术攻关、系统优化和政策支持,在未来的能源体系中发挥更加重要的作用。 展开更多

关键词 镁基 固态储氢 金属氢化物 储氢 换热 加氢站

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过渡金属及其化合物应用于改性镁基储氢材料的研究进展

13

作者 薛欣萌 范银宇 +3 位作者 刘美佳 王志伟 孔凡功 李芸 《油气与新能源》 2024年第6期11-19,共9页

MgH_(2)(氢化镁)因其资源丰富、成本低廉、储氢容量高和无污染等特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一,但其存在动力学和热力学性能较差的问题。过渡金属单质及其化合物催化改性MgH_(2)能有效降低吸放氢的温度和活化能,提升循... MgH_(2)(氢化镁)因其资源丰富、成本低廉、储氢容量高和无污染等特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一,但其存在动力学和热力学性能较差的问题。过渡金属单质及其化合物催化改性MgH_(2)能有效降低吸放氢的温度和活化能,提升循环稳定性。综述了过渡金属及其化合物在镁基储氢材料的催化改性研究进展,归纳了这些材料的合成方法以及其在MgH_(2)中的改性方法和机制,结果表明,过渡金属基催化剂的改性效果主要受催化剂元素种类、配比、含量以及载体种类和制备工艺等因素的影响。最后,展望了过渡金属基催化剂未来研究方向,旨在为高性能镁基储氢材料的研发提供借鉴。 展开更多

关键词 固态储氢 过渡金属 镁基储氢材料 吸放氢性能

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氢气储存技术研究进展 被引量：1

14

作者 杨洋 《石化技术》 CAS 2023年第8期22-24,共3页

氢能由于清洁、高效等特点,在未来可能成为替代化石燃料的有效能源,其大规模的开发利用将对我国实现“双碳”目标十分有利。而氢气的安全、高效储运将是实现氢能规模化利用的关键技术。针对目前国内主要的几种储氢技术做了分析、讨论,... 氢能由于清洁、高效等特点,在未来可能成为替代化石燃料的有效能源,其大规模的开发利用将对我国实现“双碳”目标十分有利。而氢气的安全、高效储运将是实现氢能规模化利用的关键技术。针对目前国内主要的几种储氢技术做了分析、讨论,主要包括高压气态、低温液态、有机液体、物理吸附、金属氢化物、配位氢化物等几种储氢技术。金属氢化物储氢技术因氢气纯度、安全系数高等优点,是目前最有前景的储氢技术。重点讨论了金属氢化物充、放氢的原理,以及通过合金化对其储氢机理、热力学性能的影响。通过储氢技术的大力研究和发展,将实现高储氢密度、低成本以及安全高效的大规模储氢,这将对推动我国氢能产业的发展十分重要。 展开更多

关键词 储氢 储氢密度 固态储氢 气态储氢 液态储氢

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基于换热管束优化布置的固态储氢反应器储氢性能模拟研究

15

作者 陈泽祺 曹红梅 +4 位作者 田忠玉 张民 朱世铭 时德泰 高明 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期100-108,共9页

为探究固态储氢反应器内的热质传递过程,建立了反应器的二维数值计算模型,分析了反应器内固态储氢材料的径向反应分率分布特性,以及储氢材料床层厚度与换热管径对饱和半径的影响规律,进而开展了换热管束优化布置研究。结果表明:换热管... 为探究固态储氢反应器内的热质传递过程,建立了反应器的二维数值计算模型,分析了反应器内固态储氢材料的径向反应分率分布特性,以及储氢材料床层厚度与换热管径对饱和半径的影响规律,进而开展了换热管束优化布置研究。结果表明:换热管存在对应的最大饱和半径,且随管径增加而增大;当管半径为1.00~6.00 mm的单管布置时,最大饱和半径分别为2.60、3.30、3.50、3.70、3.80、3.90 mm,其中半径为1.00、2.00、3.00 mm的换热管体积分数较小,分别为7.72%、14.24%、21.30%,当这3种换热管以管束布置时,较优的管间床层厚度分别为4.86、6.09、6.38 mm;此外,增设换热管束可有效改善反应器内反应死区的储氢性能。在半径2.00 mm换热管束的反应器内,与未增设换热管束相比,在反应死区增设12根半径1.00 mm换热管后储氢时间减少了40.00%,为267 s,而换热管束体积分数仅增加了1.92%,储氢量仅减少2.17%。该研究成果可为固态储氢反应器的优化设计奠定基础,并为后续的工程应用提供指导。 展开更多

关键词 固态储氢 换热管束 储氢性能 饱和半径 数值模拟

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基于内管移动的卧式管壳式相变储热器储热性能优化研究

16

作者 周少斌 曹红梅 +4 位作者 付宁 张民 郭丰瑞 王晓龙 高明 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期109-117,共9页

相变储热技术能够实现对固态储放氢过程热量的回收和供给,实现固态储氢罐内的自热平衡,提高储放氢性能。研究针对卧式管壳式相变储热器,提出了一种新型的内管偏心放置绕中心轴线旋转的运动方式,采用Fluent数值模拟软件,基于动网格技术... 相变储热技术能够实现对固态储放氢过程热量的回收和供给,实现固态储氢罐内的自热平衡,提高储放氢性能。研究针对卧式管壳式相变储热器,提出了一种新型的内管偏心放置绕中心轴线旋转的运动方式,采用Fluent数值模拟软件,基于动网格技术编写了用户自定义函数UDF,重点研究了内管偏心距离与旋转速度对储热性能的影响。结果表明:与传统中心内管静止布置相比,偏心内管的旋转运动能够显著提高储热性能,当偏心距离为9 mm,旋转速度为0.10 r/min时,储热时间达到最小值,储热时间减少了92.16%,时间平均储热速率是内管静止布置的11.51倍;当偏心距离为9 mm,旋转速度由0.30 r/min减少至0.10 r/min时,储热时间减少了13.57%;当旋转速度为0.10 r/min,偏心距离由3 mm增至9 mm时,储热时间减少了70.48%。该研究结果可为卧式管壳式相变储热器在储氢领域的性能优化研究提供新思路。 展开更多

关键词 卧式管壳式相变储热器 固态储氢 内管移动 储热性能 数值模拟

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石墨烯对TiZrCr合金储氢特性的影响

17

作者 王龙刚 何旭阳 +3 位作者 康田田 韦欣婷 焦栋茂 陈文革 《热加工工艺》 北大核心 2024年第23期69-74,80,共7页

为了探究常温常压下Ti基储氢合金储氢量低、吸放氢迟滞效应以及吸放氢速率慢等问题,通过电弧熔炼制备TiZrCr合金块体,然后通过熔体快淬急冷得到纳米晶/非晶薄带,将其和石墨烯高能球磨得到复合粉体,分析了粉体的微观结构和储氢特性。结... 为了探究常温常压下Ti基储氢合金储氢量低、吸放氢迟滞效应以及吸放氢速率慢等问题,通过电弧熔炼制备TiZrCr合金块体,然后通过熔体快淬急冷得到纳米晶/非晶薄带,将其和石墨烯高能球磨得到复合粉体,分析了粉体的微观结构和储氢特性。结果表明,合金的物相由储氢前的TiCr_(2)、ZrCr_(2)两种Laves相和Ti相,变成储氢后的TiH1.971、TiH1.924、Ti_(2)ZrH_(4)和CrH_(2)。添加石墨烯后,该粉体在25℃、4 MPa的储氢量从1.2wt%提高到1.3wt%,吸放氢速率从0.082wt%·min^(-1)提升到0.381wt%·min^(-1),放氢活化能从139 kJ/mol降低到118 kJ/mol。石墨烯以混合在合金粉体中,增加了氢气扩散的通道而改善储氢性能。 展开更多

关键词 TiZrCr合金 固态储氢 石墨烯 组织性能

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计及镁基固态储氢的综合能源优化调度

18

作者 金荣康 吕志鹏 +3 位作者 张智慧 窦真兰 张春雁 韩丹 《能源与环保》 2024年第7期142-149,共8页

为促进风电消纳,降低用能成本,减少碳排放量,提出一种计及镁基固态储氢的综合能源优化调度方法。首先,针对过量风电,构建含电解槽和镁基固态储氢装置的系统架构;然后,结合氢燃料电池、甲烷反应器、余热锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机等... 为促进风电消纳,降低用能成本,减少碳排放量,提出一种计及镁基固态储氢的综合能源优化调度方法。首先,针对过量风电,构建含电解槽和镁基固态储氢装置的系统架构;然后,结合氢燃料电池、甲烷反应器、余热锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机等设备间的能量流动和能量耦合,建立考虑多能联供的综合能源系统;最后,以综合能源系统运行成本最小和综合能源系统碳排放量最小为目标函数,考虑各种约束建立优化模型,调用MATLAB中YALMIP工具箱和CPLEX求解器,基于熵权TOPSIS法得到最优解。仿真结果表明,所提出的优化调度方法,可促进风电完全消纳,降低系统运行成本5.05%,降低系统二氧化碳排放质量10.00%。 展开更多

关键词 综合能源系统 固态储氢 新能源消纳 运行成本 碳排放

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基于内非金属元素掺杂的外微波电场协同增强镁储氢机理研究

19

作者 王欢 吴震 +2 位作者 黄雅琨 杨福胜 张早校 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期199-207,共9页

在众多的固态储氢材料中,镁基材料已被公认为极具应用前景,但镁在储氢过程中需要克服动力学性能差(氢解离扩散难)、反应能耗高等难题,因而阻碍了其大规模商业化应用。微波外场可高效加速化学反应并降低反应温度和能耗,已逐渐应用于改善... 在众多的固态储氢材料中,镁基材料已被公认为极具应用前景,但镁在储氢过程中需要克服动力学性能差(氢解离扩散难)、反应能耗高等难题,因而阻碍了其大规模商业化应用。微波外场可高效加速化学反应并降低反应温度和能耗,已逐渐应用于改善储氢过程,但目前针对内非金属元素掺杂外微波电场协同增强镁储氢的研究鲜有报道。为此,基于第一性原理计算探究了内掺杂非金属元素外微波电场协同改善镁储氢的作用机制,分析了有无非金属元素掺杂下镁—氢气体系在微波电场作用前后的吸附能、电子特性、过渡态等热动力学性能变化机理。研究结果表明:①微波电场改变了氢气分子和镁表面的电荷分布,使得氢气分子出现电荷分离(发生极化);②态密度计算结果也表明微波电场改变了H-s轨道的电子态分布,使得H-s电子向高能量区域移动,从而增强H-s与Mg-sp轨道杂化,导致镁与氢气之间的相互作用增强;③内非金属元素掺杂外微波电场协同改性使吸氢过程的反应能垒从0.94 eV大幅降至0.77 eV。结论认为:①微波电场有助于氢气发生极化,激活了氢气的反应活性,降低反应能耗;②内非金属元素掺杂外微波电场协同改性促进了氢气在镁表面的反应进程,有效提高了镁吸氢过程的动力学性能。 展开更多

关键词 固态储氢 镁金属 微波电场 非金属掺杂 第一性原理计算

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浅谈金属氢化物储氢及常用的金属储氢材料 被引量：1

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作者 高媛 禹国军 +1 位作者 张利智 黄德家 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2975-2978,2984,共5页

综述了具有安全性能高、储氢密度大和便于运输优点的金属氢化物储氢技术及其常用材料,主要包括综述镧系、钛系、镁系和锂系等不同金属储氢材料国内外应用现状;介绍了金属氢化物材料的储氢原理、容量和动力学行为,表明通过加入适当的催... 综述了具有安全性能高、储氢密度大和便于运输优点的金属氢化物储氢技术及其常用材料,主要包括综述镧系、钛系、镁系和锂系等不同金属储氢材料国内外应用现状;介绍了金属氢化物材料的储氢原理、容量和动力学行为,表明通过加入适当的催化剂以及通过引入具有改善的表面性质的缺陷的球磨,可以提高材料动力学性质和循环寿命。提出通过改善金属氢化物的热行为和循环行为,研发具有竞争性的高容量储氢材料。 展开更多

关键词 氢能源 固态储氢 金属氢化物 储氢原理

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