儲氫材料可分為物理吸附儲氫材料和化學儲氫材料。

1.物理儲氫材料

物理儲氫的主要工作原理是利用范德華力對比表面積大的多孔材料進行氫吸附。物理儲氫的優(yōu)點是吸氫-放氫速度快，物理吸附活化能小，氫吸附僅受儲氫材料物理結構的影響。物理吸附儲氫材料主要包括：碳基儲氫材料、無機多孔材料、金屬有機骨架（MOF）共價有機化合物（COF）材料等。

碳基儲氫材料

碳基儲氫材料因其種類繁多、結構多變、來源廣泛而備受關注。鑒于碳基材料與氫的相互作用較弱，材料的儲氫性能主要取決于合適的微觀形狀和孔結構。因此，通過調整材料的比表面積、孔徑和孔體積來提高碳基材料的儲氫性能。碳基儲氫材料主要包括活性炭、碳納米纖維和碳納米管。

無機多孔材料

無機多孔材料主要是具有微孔或介孔結構的多孔材料，包括有序多孔材料（沸石分子篩或介孔分子篩）或具有無序多孔結構的天然礦石。沸石分子篩材料和介孔分子篩材料具有規(guī)則的孔結構和固定的孔尺寸，結構差異會影響材料的比表面積和孔體積，進而影響材料的儲氫性能。

金屬有機骨架（MOF）材料

MOF材料是由金屬氧化物和有機基團連接而成的常規(guī)多孔材料。MOF材料具有密度低、比表面積高、孔道結構多樣等優(yōu)點。

有機化合物共價（COF）材料

COF材料是在MOF一種基于材料開發(fā)的新型多孔材料。COF材料的骨架全部由非金屬輕元素組成，COF材料晶體密度低，更有利于氣體吸附，因此COF材料的儲氫性能引起了極大的關注。COF材料的儲氫性能直接關系到其物理結構(包括孔體積、孔結構和晶體密度)。

雖然與MOF材料相比，COF材料的儲氫性能有所提高，但常溫下儲氫量仍不盡如人意。研究人員也在研究和改進COF如許多學者將堿金屬離子引入材料儲氫能力的方法COF這大大提高了材料的儲氫性能。

2、化學儲氫材料

化學儲氫的主要工作原理是氫以原子或離子的形式與其他元素結合，以實現氫的儲存。基于化學機制的儲氫材料主要包括：金屬-合金儲氫材料、氫化物儲氫材料和液體有機氫化物。

金屬-合金儲氫材料

金屬-合金儲氫材料是研究較早的固體儲氫材料，制備工藝和制備工藝已經成熟。金屬-合金材料不僅具有超強的儲氫性能，而且具有操作安全、清潔無污染等優(yōu)點。然而，金屬或合金材料的氫化物通常過于穩(wěn)定。與物理吸附儲氫材料相比，金屬-合金儲氫材料的儲氫和放氫只能在較高的溫度條件下進行。合金儲氫材料可分為鎂、釩、稀土、鈦、鋯、鈣等。

研究人員早在20世紀60年代就發(fā)現了金屬鎂的儲氫性能。理論上，鎂的儲氫量可以達到7.6％（w）。但鑒于金屬原子在吸氫過程中需要從顆粒表面擴散到顆粒內部，金屬材料的吸氫速度必然受到顆粒尺寸的限制。粒徑越小，吸氫速度越快。

(2)稀土儲氫材料AB以5型合金為代表。1969年，荷蘭Philips發(fā)現了實驗室LaNi5合金儲氫性能。該材料的理論儲氫量為1.38%（w），用作鎳氫電池的負極材料的商業(yè)應用。LaNi5合金的優(yōu)點是吸氫條件溫和，吸氫速度快，對雜質不敏感，平衡壓差??；缺點是儲氫量小，吸氫后金屬晶胞體積膨脹大，易粉化。

(3)鈦儲氫材料多為合金，常見Ti-Fe，TiZr，Ti-Cr，Ti-Mn等等，其中，研究更多Ti-Fe合金(理論儲氫1.86%（w））。Ti-Fe合金資源豐富，制備簡單，價格低廉，吸放氫條件溫和，但耐毒性差。如果能夠在Ti-Fe在合金中加入少量Ni，可顯著提高吸放氫性能。另外，使用Co，Mn，Ni，Cr等金屬替代Fe也能有效改進Ti-Fe儲氫合金。與Ti-Fe合金相比，Ti-Co合金的活化合金的活化性能和抗毒性能，Ti-Mn合金儲氫量較高，Ti-Cr合金吸放氫溫度更低。

（4）鋯系合金中只有C15立方Laves相和C14六方Laves相材料具有儲氫能力，理論儲氫量介于1.8%～2.4%（w）常用材料包括兩者Zr-V合金、Zr-Ni合金、Zr-Cr合金、Zr-Mn合金和Zr-Co合金。Zr-V合金吸放氫速率快，但制備困難；Zr-Ni合金儲氫量大，結構穩(wěn)定，但吸氫可逆性差；Zr-Cr合金氫化物穩(wěn)定，材料循環(huán)壽命高，但不易激活；Zr-Mn合金儲氫量大，放電能力強，但成本高；綜合性能相對較好Zr-Co合金。

（5）金屬鈣本身就是很好的儲氫材料，理論儲氫含量為4.8%（w）。在LaNi基于5合金開發(fā)的合金CaNi合金儲氫量可達1.9%（w），明顯優(yōu)于LaNi5合金。近年來Ca-Ni-M在系列合金材料中，更突出的是Ca-Mg-Ni儲氫材料在吸放氫過程中具有優(yōu)異的動力學性能。

重慶融能機電設備股份有限公司是一家集研發(fā)、生產、成套、銷售、安裝、維護等為一體的綜合性高新技術企業(yè)，“專精特新企業(yè)”，重慶首批國家知識產權貫標企業(yè)。主要提供CNG加氣站成套設備、 LNG加氣站成套設備、 高壓空壓站成套設備、 加氫站成套設備、 石油化工壓縮機成套設備、 PET吹瓶空壓站成套設備、 熱交換系統(tǒng)成套設備、 等服務。

文章網址：http://tjswfm.cn/news/baike/869.html