我国科学家最新发现为安全制氢储氢提供一种新思路

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 16:38:35
来源:中国科技网-科技日报 作者:李大庆 2015年02月09日 00:57
[导读] 随着氢燃料电池汽车的发展,寻找安全高效的储氢材料就变得越来越重要。我国科学家发现锂的亚氨基化合物(Li2NH)与氮化铁复合后表现出优异的催化氨分解制氢活性,这为安全制氢储氢提供了一种新的思路。
安全制氢储氢有了新思路

科技日报讯 (记者李大庆)随着氢燃料电池汽车的发展,寻找安全高效的储氢材料就变得越来越重要。我国科学家发现锂的亚氨基化合物(Li2NH)与氮化铁复合后表现出优异的催化氨分解制氢活性,这为安全制氢储氢提供了一种新的思路。相关论文在线发表在最新一期的《德国应用化学》杂志上。

氨具有较高的氢含量(17.7%)、较高的能量密度(4千瓦时每千克)和易于储存的特点,它在运输及分解过程中还不产生一氧化碳和二氧化碳,因此氨被认为是具有潜在应用前景的新型能源载体。这些特点使科研人员对它的兴趣大增。在这个新型能源载体中,氨的催化分解制氢是重要的一环。

近日,中科院大连化物所洁净能源国家实验室氢能与先进材料研究部陈萍研究员带领的研究团队,发现锂的亚氨基化合物与氮化铁复合后表现出优异的催化氨分解制氢活性。在相同反应条件下,如450℃时,该复合催化剂体系的活性(每克催化剂每小时可转化9.7克氨)较负载型铁基催化剂(每克催化剂每小时可转化0.74克氨)或氮化铁(每克催化剂每小时可转化0.4克氨)高出一个数量级。

在此发现的基础上,该研究组进一步发展了一新型氨分解催化剂体系,即亚氨基锂与第三周期过渡金属或其氮化物的复合催化材料体系,不仅从新的角度阐释了碱金属助剂的作用,也为高效催化剂的设计,尤其是替代贵金属催化剂的设计提供了新的思路。

目前,研究人员正对此类材料的制备及催化性能做进一步优化,希望在不久能与燃料电池系统联用。

该项工作得到了国家杰出青年基金和自然科学基金的资助。
http://www.wokeji.com/kbjh/zxbd_ ... 150209_965016.shtml来源:中国科技网-科技日报 作者:李大庆 2015年02月09日 00:57
[导读] 随着氢燃料电池汽车的发展,寻找安全高效的储氢材料就变得越来越重要。我国科学家发现锂的亚氨基化合物(Li2NH)与氮化铁复合后表现出优异的催化氨分解制氢活性,这为安全制氢储氢提供了一种新的思路。
安全制氢储氢有了新思路

科技日报讯 (记者李大庆)随着氢燃料电池汽车的发展,寻找安全高效的储氢材料就变得越来越重要。我国科学家发现锂的亚氨基化合物(Li2NH)与氮化铁复合后表现出优异的催化氨分解制氢活性,这为安全制氢储氢提供了一种新的思路。相关论文在线发表在最新一期的《德国应用化学》杂志上。

氨具有较高的氢含量(17.7%)、较高的能量密度(4千瓦时每千克)和易于储存的特点,它在运输及分解过程中还不产生一氧化碳和二氧化碳,因此氨被认为是具有潜在应用前景的新型能源载体。这些特点使科研人员对它的兴趣大增。在这个新型能源载体中,氨的催化分解制氢是重要的一环。

近日,中科院大连化物所洁净能源国家实验室氢能与先进材料研究部陈萍研究员带领的研究团队,发现锂的亚氨基化合物与氮化铁复合后表现出优异的催化氨分解制氢活性。在相同反应条件下,如450℃时,该复合催化剂体系的活性(每克催化剂每小时可转化9.7克氨)较负载型铁基催化剂(每克催化剂每小时可转化0.74克氨)或氮化铁(每克催化剂每小时可转化0.4克氨)高出一个数量级。

在此发现的基础上,该研究组进一步发展了一新型氨分解催化剂体系,即亚氨基锂与第三周期过渡金属或其氮化物的复合催化材料体系,不仅从新的角度阐释了碱金属助剂的作用,也为高效催化剂的设计,尤其是替代贵金属催化剂的设计提供了新的思路。

目前,研究人员正对此类材料的制备及催化性能做进一步优化,希望在不久能与燃料电池系统联用。

该项工作得到了国家杰出青年基金和自然科学基金的资助。
http://www.wokeji.com/kbjh/zxbd_ ... 150209_965016.shtml
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……直接上火箭燃料联氨,不是直截了当?
alsars 发表于 2015-2-9 10:42
……直接上火箭燃料联氨,不是直截了当?
估计是因为毒性的问题吧……
百度百科上说其毒性为:
本品极毒!小鼠口服LD50为59mg/kg,静脉注射LD50为57mg/kg。

链接:http://baike.baidu.com/link?url= ... MVTTedgdyqT0ncY_-bq

维基百科(中文)说其为:
联氨、联胺或肼(hydrazine)(分子式:N2H4、H4N2或H2N-NH2),是无色的剧毒化合物,小鼠口服LD50为59mg/kg,静脉注射LD50为57mg/kg。

链接:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%81%AF%E6%B0%A8

维基百科(英文)说其为:
Hydrazine is highly toxic and dangerously unstable unless handled in solution.
Hazards
Hydrazine is highly toxic, and dangerously unstable in the anhydrous form. According to the U.S. Environmental Protection Agency:

Symptoms of acute (short-term) exposure to high levels of hydrazine may include irritation of the eyes, nose, and throat, dizziness, headache, nausea, pulmonary edema, seizures, coma in humans. Acute exposure can also damage the liver, kidneys, and central nervous system. The liquid is corrosive and may produce dermatitis from skin contact in humans and animals. Effects to the lungs, liver, spleen, and thyroid have been reported in animals chronically exposed to hydrazine via inhalation. Increased incidences of lung, nasal cavity, and liver tumors have been observed in rodents exposed to hydrazine.[38]

Limit tests for hydrazine in pharmaceuticals suggest that it should be in the low ppm range.[39] Hydrazine may also cause steatosis. At least one human is known to have died after 6 months of sublethal exposure to hydrazine hydrate.

On February 21, 2008, the United States government destroyed the disabled spy satellite USA 193 with a sea-launched missile, reportedly due to the potential danger of a hydrazine release if it re-entered the Earth's atmosphere intact.

链接:http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrazine
MV4 发表于 2015-2-9 13:53
估计是因为毒性的问题吧……
百度百科上说其毒性为:
煤气还高毒性呢,大家做饭不照样用?
关键是这样搞能量密度给力啊……毕竟氨气还是气体,而联氨已经是液体了啊……

alsars 发表于 2015-2-9 13:57
煤气还高毒性呢,大家做饭不照样用?
关键是这样搞能量密度给力啊……毕竟氨气还是气体,而联氨已经是液 ...


煤气少量吸入不会对人体造成伤害,联氨少量吸入都会要命……

记得当年发射澳星时,西昌发生联氨泄漏时间,有一哥们戴着防毒面具去关阀门,最后造成大脑严重损伤,终身轮椅为伴了。
另外我一同学,芜湖玩su-27的,说他们在车间有人加注联氨时违规未带防毒面具,发生泄漏,当场倒下两个没救了,其他人立马撇下工作撤离不敢去救,因为去一个死一个。
alsars 发表于 2015-2-9 13:57
煤气还高毒性呢,大家做饭不照样用?
关键是这样搞能量密度给力啊……毕竟氨气还是气体,而联氨已经是液 ...


煤气少量吸入不会对人体造成伤害,联氨少量吸入都会要命……

记得当年发射澳星时,西昌发生联氨泄漏时间,有一哥们戴着防毒面具去关阀门,最后造成大脑严重损伤,终身轮椅为伴了。
另外我一同学,芜湖玩su-27的,说他们在车间有人加注联氨时违规未带防毒面具,发生泄漏,当场倒下两个没救了,其他人立马撇下工作撤离不敢去救,因为去一个死一个。
alsars 发表于 2015-2-9 13:57
煤气还高毒性呢,大家做饭不照样用?
关键是这样搞能量密度给力啊……毕竟氨气还是气体,而联氨已经是液 ...
看了一下,联氨除了毒性以外,几乎是很完美的了,难道是其他的原因?
晋老西 发表于 2015-2-9 14:00
煤气少量吸入不会对人体造成伤害,联氨少量吸入都会要命……
嗯,那么……用氨水当燃料?
alsars 发表于 2015-2-9 14:03
嗯,那么……用氨水当燃料?
氨气,能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜,人吸入过多,能引起肺肿胀,以至死亡。

我还是玩一氧化碳吧,这东西起码死的不那么快,也没有怪味。
晋老西 发表于 2015-2-9 14:08
氨气,能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜,人吸入过多,能引起肺肿胀,以至死亡。

我还是玩一氧化碳吧 ...
有怪味儿还好点,最起码能引起警惕。
晋老西 发表于 2015-2-9 14:00
煤气少量吸入不会对人体造成伤害,联氨少量吸入都会要命……

记得当年发射澳星时,西昌发生联氨泄漏 ...
联氨的毒性每那么强吧,泄露立毙阿。无水肼的LC50:746mg/m3,4小时(大鼠吸入)

alsars 发表于 2015-2-9 10:42
……直接上火箭燃料联氨,不是直截了当?


联氨,又叫无水肼,查查毒性,还有就是价格很贵
alsars 发表于 2015-2-9 10:42
……直接上火箭燃料联氨,不是直截了当?


联氨,又叫无水肼,查查毒性,还有就是价格很贵
alsars 发表于 2015-2-9 14:03
嗯,那么……用氨水当燃料?
氨水?大部分是水,少部分氨燃烧后和水结合成酸,腐蚀设备?
mygodson 发表于 2015-2-9 14:50
氨水?大部分是水,少部分氨燃烧后和水结合成酸,腐蚀设备?
1:1体积水能够包容700标准气压体积氨气,而我敢肯定一般的压力容器承受不了700Bar。
2:大部分是水不假啊,但是通过加热可以把氨气分离出来啊。
3:至于酸……我得说大气中也有氮气,汽车尾气里面就有那么大量的难以承受的NOX了么?
alsars 发表于 2015-2-9 14:54
1:1体积水能够包容700标准气压体积氨气,而我敢肯定一般的压力容器承受不了700Bar。
2:大部分是水不假 ...
那个尾气里面多少,氨燃烧的是多少,你考虑了吗?不是一个数量级的
偏二甲肼都想用,真是有不怕死的;
剧毒,火箭发射都要防毒面具的伺候;
还敢用在车上?怕死人不够多啊
还想不想弯道超车了?咋跑去给小日本背书,搞什么氢燃料了?

汽车讨论者 发表于 2015-2-9 21:27
还想不想弯道超车了?咋跑去给小日本背书,搞什么氢燃料了?
答:这是要在“两条腿走路”……
话说咱国家一直在尝试燃料电池作为驱动动力源的车辆……
可惜是要么有毒,要么不好存……
MV4 发表于 2015-2-9 14:00
看了一下,联氨除了毒性以外,几乎是很完美的了,难道是其他的原因?
联氨在燃料电池里面应该怎么反应?用什么电解液?用什么催化剂?
难道要开发烧联氨的内燃机?那还不如直接烧油。
MV4 发表于 2015-2-10 13:35
答:这是要在“两条腿走路”……
话说咱国家一直在尝试燃料电池作为驱动动力源的车辆……
可惜是要么有 ...
其实燃料电池中反而是SOFC比较有希望,这玩意儿可以烧天然气的。
fyapply 发表于 2015-2-11 11:46
其实燃料电池中反而是SOFC比较有希望,这玩意儿可以烧天然气的。
说句实话这块我还真不知道……
能介绍下么?
MV4 发表于 2015-2-11 17:32
说句实话这块我还真不知道……
能介绍下么?
固体氧化物燃料电池
http://baike.baidu.com/link?url= ... Mwu3sIFnPwRc1isTFbK
电解质是氧离子导体,可以直接烧甲烷什么的,不需要氢气。
缺点是必须先用加热到高温才能用,所以如果要用在车上的话,还要带一块可充的电池,用于在启动时加热。