ZT氢储存新材料在美国开发成功,相当于目前储氢合金材料 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/06 14:13:20
http://www.mysteel.com/jspd/jscl/xcl/2008/01/08/083827,0,0,1706477.html

氢是燃料电池所需要的能源,它将带来一场新的能源革命。2007年11月12日,美国弗吉尼亚大学的研究人员在该州召开的国际氢经济材料论坛上宣布,他们开发出了可大幅提高氢储存能力的新材料,其储氢量最大可达到自身重量的14%,相当于目前储氢合金材料的2倍,同时,该技术采用在室温下储存氢的方式。《科学》杂志的文章指出,这是氢研究人员梦寐以求的突破。

氢是一种能源携带者,燃料电池就是以氢气为燃料将化学能转化为电能的发电装置,它是水的电解反应的反向过程,当氢与氧结合时,其产品就是电力、水和热量,并不会排放温室气体,因此,氢被当做替代化石燃料的新型绿色能源。但是,如果要让氢经济梦想成真,科学家们必须提高氢气生产和储存的效率。

科学家们希望能够提高氢贮存的效率、降低氢贮存的成本,一种方法便是研究如何提高合金的贮氢量。目前,在室温下,最好的氢吸收合金只能储存相当于其重量约2%的氢,不能实际用于汽车的能量储存箱。另一种材料能够将氢储存量提高到7%,但这需要高温或低温环境,增加了能耗和成本。

2006年,美国国家标准和技术局的TanerYildirim博士领导研究小组,通过理论计算发现,钛和一种乙烯小型碳氢化合物能够形成稳定的复合结构,这种复合材料能吸收相当于其重量14%的氢。在弗吉尼亚大学BellaveShivaram教授实验室做博士后的亚当•菲利浦决定通过实验来证实这一理论。

菲利浦用一束激光将钛在乙烯气体中蒸发,所形成的复合材料在基底上形成一层薄膜。然后,他在室温下将氢加入到这种合金中,发现合金的重量增加了14%,与理论计算的结果一样。在成功进行一系列实验后,菲利浦于11月12日召开的会上说:“储存量约为以前材料的2倍,有了这项发明,氢能源社会将变成现实。”Shivaram指出:“新材料通过了我们尝试进行的所有性能验证实验,相信该材料会给社会带来很大影响。”

通用汽车公司研发中心的氢储存专家Gholam-AbbasNazri说:“这个新结果令人十分激动。”但他同时强调:“我们必须十分小心。”因为在此之前,这个领域中已经出现了很多错误性的结果。而且,研究人员还必须做出更大块的材料,并表明这种储氢能力依然存在,同时还必须表明氢的释放能够像氢的储存那样容易。

即使面对这样的警告,美国阿贡实验室的物理学家GeorgeCrabtree仍坚持认为,这一结果是最近几年来最有发展潜力的突破。(来源:中华粉碎设备网)http://www.mysteel.com/jspd/jscl/xcl/2008/01/08/083827,0,0,1706477.html

氢是燃料电池所需要的能源,它将带来一场新的能源革命。2007年11月12日,美国弗吉尼亚大学的研究人员在该州召开的国际氢经济材料论坛上宣布,他们开发出了可大幅提高氢储存能力的新材料,其储氢量最大可达到自身重量的14%,相当于目前储氢合金材料的2倍,同时,该技术采用在室温下储存氢的方式。《科学》杂志的文章指出,这是氢研究人员梦寐以求的突破。

氢是一种能源携带者,燃料电池就是以氢气为燃料将化学能转化为电能的发电装置,它是水的电解反应的反向过程,当氢与氧结合时,其产品就是电力、水和热量,并不会排放温室气体,因此,氢被当做替代化石燃料的新型绿色能源。但是,如果要让氢经济梦想成真,科学家们必须提高氢气生产和储存的效率。

科学家们希望能够提高氢贮存的效率、降低氢贮存的成本,一种方法便是研究如何提高合金的贮氢量。目前,在室温下,最好的氢吸收合金只能储存相当于其重量约2%的氢,不能实际用于汽车的能量储存箱。另一种材料能够将氢储存量提高到7%,但这需要高温或低温环境,增加了能耗和成本。

2006年,美国国家标准和技术局的TanerYildirim博士领导研究小组,通过理论计算发现,钛和一种乙烯小型碳氢化合物能够形成稳定的复合结构,这种复合材料能吸收相当于其重量14%的氢。在弗吉尼亚大学BellaveShivaram教授实验室做博士后的亚当•菲利浦决定通过实验来证实这一理论。

菲利浦用一束激光将钛在乙烯气体中蒸发,所形成的复合材料在基底上形成一层薄膜。然后,他在室温下将氢加入到这种合金中,发现合金的重量增加了14%,与理论计算的结果一样。在成功进行一系列实验后,菲利浦于11月12日召开的会上说:“储存量约为以前材料的2倍,有了这项发明,氢能源社会将变成现实。”Shivaram指出:“新材料通过了我们尝试进行的所有性能验证实验,相信该材料会给社会带来很大影响。”

通用汽车公司研发中心的氢储存专家Gholam-AbbasNazri说:“这个新结果令人十分激动。”但他同时强调:“我们必须十分小心。”因为在此之前,这个领域中已经出现了很多错误性的结果。而且,研究人员还必须做出更大块的材料,并表明这种储氢能力依然存在,同时还必须表明氢的释放能够像氢的储存那样容易。

即使面对这样的警告,美国阿贡实验室的物理学家GeorgeCrabtree仍坚持认为,这一结果是最近几年来最有发展潜力的突破。(来源:中华粉碎设备网)
按照他公布的这个储氢量来计算的话,100公斤重的这种新型储氢材料,能够在常温下储存14公斤的氢,再联系到氢的热值是煤油的三倍,14公斤氢就是个很可观的数字了。。

大家有何看法??

这会使燃料电池更加趋于实用化吗??

现在的问题是,不知道这种储氢材料的成本是多少,因为文中记载要使用钛,唉。。产业化的话还很长呀。。

以前电网兄提到过我国正在发展的另一个思路,好像叫碳储氢法,听说性能也很好,不知道跟这个相比,谁更好些。。

高手发言。。。:D
不了解。
只知道阿贡国家实验室很牛B。
3个问题:
1:储氢的条件;
2.释放条件和释放率
3.材料的重复使用率?
其实加压氢罐很安全的,即使漏气,氢气极轻迅速上升,不容易形成一定密度的氢氧混合。氢罐比天然气罐安全多了。
原帖由 重剑无锋 于 2008-11-11 21:00 发表
其实加压氢罐很安全的,即使漏气,氢气极轻迅速上升,不容易形成一定密度的氢氧混合。氢罐比天然气罐安全多了。

对,复合材料罐体的加压气氢储存是目前比较成熟的一种方式,但仍需要进一步改善
2个问题:
1:材料的密度
2:氢溶入后体积的变化率
任何储氢技术,首先要过两个关,就是质量分数和体积分数,然后再是成本、储存和释放条件、复用次数,甚至复合可回收性的环保要求
原帖由 重剑无锋 于 2008-11-11 21:00 发表
其实加压氢罐很安全的,即使漏气,氢气极轻迅速上升,不容易形成一定密度的氢氧混合。氢罐比天然气罐安全多了。



加压氢罐基本不考虑,储氢率太低,只有重量比的1%左右,也就是说一个100公斤重的罐子,只能装1公斤的氢。。太低了。。

而且加压的过程,本身就要消耗很多能源,再有一个,氢的密度低,如果用罐子,太容易泄露了。。
原帖由 dark_knight 于 2008-11-11 21:12 发表

对,复合材料罐体的加压气氢储存是目前比较成熟的一种方式,但仍需要进一步改善


复合材料的罐子,目前航天领域应用比较多。。钱呀。。[:a1:]

储氢率也比较低,自身重量的5%左右。。
原帖由 九鬼 于 2008-11-11 21:47 发表

复合材料的罐子,目前航天领域应用比较多。。钱呀。。[:a1:]

储氢率也比较低,自身重量的5%左右。。

气氢在体积上肯定是吃亏的,这没有办法
]]
详见去年某期《科学美国人》,远不止上面这些
我听到一种说法,美日的电池用氢不用锂的原因是中国是锂材料的大国,用锂等于又制造一个中东,不知道这种说法有没有根据,未来的燃料电池非得用氢么,这么难制造
原帖由 西凉河醋鱼 于 2008-11-12 11:13 发表
我听到一种说法,美日的电池用氢不用锂的原因是中国是锂材料的大国,用锂等于又制造一个中东,不知道这种说法有没有根据,未来的燃料电池非得用氢么,这么难制造

世界盐锂资源主要分布在智利、阿根廷、中国及美国。花岗伟晶岩锂矿床主要分布在澳大利亚、加拿大、芬兰、中国、津巴布韦、南非和刚果。印度和法国也发现伟晶岩锂矿床,但是不具有商业开发价值,目前世界上只有少数国家拥有可经济开发利用的锂资源。

中国花岗伟晶岩锂矿床分布于四川、新疆、河南、江西、福建、南和北,其中四川省甲吉卡伟晶岩型锂辉石矿床是世界上最好的,氧化锂含量1.28%,储量103万吨。盐锂矿床主要分布在青海和西,其中青海台吉乃尔盐是半干盐,面积780平方公里,有2层石盐,在盐层中赋存晶间卤水和孔隙卤水,氯化锂储量466万吨。

南美洲萨拉(Salar)盐赋存极其丰富的锂资源,萨拉盐展布于智利、阿根廷和玻利维亚。在阿根廷境内,翁布雷穆埃尔托(Salar de Hombre Muerto)盐卤水矿床,海拔4300米,卤水面积565平方公里,估计含锂卤水8000亿吨,浓度为190~900ppm;里肯(Salar de Rincon)盐,海拔3700米,卤水面积250平方公里,可开发卤水14.5亿吨,最深60米,浓度200~2400ppm。在玻利维亚境内,乌尤尼(Salar de Uyuni)盐位于玻利维亚东南,是世界上最大的盐,海拔3650米,面积10582平方公里,盐层平均深度121米,卤水浓度80~1150 ppm,平均321 ppm,估计含锂550万吨。在智利北部,阿塔卡玛盐(Salar de Atacama)是世界第三大干盐, 盐层深度360~400米。估计萨拉盐证实储量和概略储量合计2.77亿吨。美国西尔斯、玻利维亚大和中东死海也赋存锂资源。

澳大利亚锂资源主要分布在澳大利亚西部波斯地区格林布什(Greenbushes) 花岗伟晶岩矿床,是世界上最大的锂辉石矿床。加拿大锂资源主要分布在安大略省伯尼克(Bernic)花岗伟晶岩矿床,含锂矿物主要是锂辉石和透锂长石。津巴布韦锂资源主要分布在马斯韦古(Masvingo)省,比基塔(Bikita)锂辉石花岗岩矿床,1700千米,宽20~70米,是津巴布韦最大的锂辉石矿床。南非含锂辉石花岗岩主要分布在卡普(Cape)省Noumas和Narrabees地区,估计锂矿物资源300亿吨。

土耳其安纳多鲁大学材料科学工程部与伊提矿业集团合作,以Bigadic硼粘土为原料制取碳酸锂取得成功,Bigadic粘土矿有可能成为制取锂产品的原料,尤其是锂蒙脱石粘土。

盐锂资源开发高度集中在智利、阿根廷和中国,从盐卤水提取生产的锂化学产品主要是碳酸锂和氯化锂。岩石锂矿物资源开发主要在澳大利亚、加拿大、葡萄牙、津巴布韦、巴西、俄罗斯和中国,从矿石中分选的锂矿产品主要是锂辉石、锂云母和磷锂铝石等锂精矿。