毕业论文课题相关文献综述

1.引言

氢能作为一种清洁的可再生能源，具有来源丰富、燃烧值大、安全性好等优点，被称作未来的绿色能源^[1]。然而，化石能源的是不可再生的，必然会面临枯竭问题，因而氢能等新能源替代传统的化石能源只是时间问题。商业研究表明在氢能成本与化石能源成本相等时，氢能将开始进入市场，进入商业化应用阶段。并且由于化石能源的使用会对环境造成危害，在化石能源稀缺性和对环境负作用的双重影响下，氢能源逐步替代化石能源成为可能^[2]。

目前，制氢的方法主要有以下几种^[3]：电解水制氢、矿物燃料制氢、生物质制氢、各种化工过程副产物氢气的回收。氢的储存和运输成为氢能走向实际应用的关键所在。

2.储氢方式和储氢合金分类

迄今为止，氢以三种形式储存，即气态储氢、液态储氢以及固态储氢。

其中气态储氢是最直接也是最普遍的储存方式，但其储氢密度低,运输成本高,且安全性差目前国际上已经有可承受压力达80MPa的轻质材料储气瓶。

液态储氢是将纯氢冷却到其液化温度（-253℃）使之液化,然后装到低温储存罐进行储存。该法制得的氢气体积密度虽然较高(70kg/m³)，但要使氢气发生液化所需的条件极为苛刻，加之其对容器本身的绝热性能要求较高，因而目前只能主要应用于航天航空等领域^[4,5]。

固态储氢是一种将氢气吸附到固体材料中并与之发生物理或化学作用来实现储氢的技术。该方法具有安全性好、储氢密度高以及操作方便等优点，特别适合于车载、船载等移动储氢领域^[5-11]。固体储氢可分为两大类：一类是物理吸附储氢，利用高比表碳基材料（如多孔碳、碳气凝胶、多壁碳纳米管、石墨纤维、石墨烯以及富勒烯等）进行物理吸附储氢，该法是最近研究比较热的一种新型储氢方法^[12,13]。另一类是化学吸附储氢，主要储氢材料有：金属氢化物储氢^[14]、化学氢化物^[15]、金属配位氢化物储氢^[16]等。

迄今为止，储氢合金是研究的最为广泛和成熟的固体储氢材料。目前已开发的储氢合金，基本上都是由一种能与氢反应生成稳定氢化物的金属元素A，和另一种与氢的亲和力较低，一般不能形成氢化物的元素B共同组成。A主要是ⅠA-ⅤB族的金属元素，控制着体系的储氢容量；而B元素主要是ⅥB-ⅧB族(Pd除外)的过渡金属元素，这些金属影响着体系吸放氢过程的可逆性，并调节生成热和分解压。目前，依据材料的成分和结构不同，通常将它们分为以下5类：

（1）AB₅型稀土系合金。LaNi₅合金是该类储氢合金的典型代表。它具有优良的储氢性能，适合于室温下应用，且易活化、不易中毒、平衡压力适中平坦、滞后小、具有良好的动力学特性和抗杂质气体中毒性。