新能源材料的研究熱點：稀土儲氫材料

2020-08-19 稀土大數據

能源是人類生存和社會發展的物質基礎。目前，世界上的主要能源是煤、石油和天然氣等化石能源。這些化石能源均是不可再生的能源，不久它們將被耗盡。此外，燃燒化石能源產生的二氧化硫和氮氧化物也會嚴重地汙染環境。因此，新能源和再生清潔能源技術也就成為21世紀世界經濟發展中最具有決定性影響的五大技術領域之一。能替代化石能源的新能源有多種，包括太陽能、風能、生物質能、水能、地熱能、海洋能等可再生能源以及氫能和核能。

稀土儲氫材料是一種極具發展潛力的功能材料和能源材料，主要用於氫氣儲運、分離和提純；加氫反應的催化劑；高性能充電電池；氫氣壓縮機；熱泵和致冷等方面，市場前景十分廣闊，是21世紀綠色能源領域中的戰略材料。

稀土儲氫材料分類

儲氫材料名義上是一種能夠儲存氫的材料，實際上它必須是能夠在適當的溫度、壓力下大量可逆地吸收、釋放氫的材料。目前通常把儲氫材料分為金屬儲氫材料、非金屬儲氫材料及有機液體儲氫材料等幾大類。

（1）金屬(或合金)儲氫材料

並不是所有金屬氫化物都能做儲氫材料，只有在溫和條件下大量可逆地吸收和釋放氫的金屬或合金氫化物才能做儲氫材料。

（2）非金屬儲氫材料

玻璃微球、碳系材料等非金屬材料是近年來剛發展起來的新型儲氫材料。這類儲氫材料均屬於物理吸附型的。這種儲氫材料的吸氫量一般均大於金屬吸氫材料，是一類很有前途的新型儲氫材料。

（3）有機液體儲氫材料

某些有機液體，在適當的催化劑作用下，在較低壓力和相對高的溫度下，可做氫載體，達到儲存和輸送氫的目的。

（4）其他儲氫材料

還有一些無機化合物和鐵磁性材料可用作儲氫，磁性材料在磁場作用下可大量儲氫，儲氫量比鐵鐵材料大6~7倍。

目前，研究較多較為成熟的是金屬(或合金)儲氫材料，金屬氫化物的出現為氫的儲存、運輸及利用開闢了一條新的途徑。特別是稀土系AB5型(如LaNi)儲氫材料的吸放氫速度快、易活化等許多性能均優於其他儲氫合金,因而備受人們重視並獲得了廣泛應用。

稀土儲氫材料性能

稀土儲氫材料性能要求總的來說有：高的儲氫比容量；合適的壓力特性，即寬而平坦的壓力平臺；壓力滯後小；易活化；吸放氫速度快；良好的抗中毒性能；循環壽命長；價格低廉等。

稀土儲氫材料應用

稀土儲氫材料作為一種新型功能材料，廣泛用於氫的儲存、運輸，氫氣的分離和淨化，合成化學的催化加氫與脫氫，鎳氫電池，氫能燃料汽車，金屬氫化物壓縮機，金屬氫化物熱泵、空調與製冷，氫化物熱壓傳感器和傳動裝置等，不少應用領域已形成產業，有的則正在開發中。

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