生物高分子材料

品 名：儲氫材料

最有希望獲實際應用的是LaNi5和FeTi，形成固體氫化物LaNi5H6和FeTiH1.95后，單位體積的儲氫量可達88和101.2千克/米3，高於液氫的70.6千克/米3。一般是本身重量的1.3%~1.7%，相當於本身體積的1000倍以上（金屬鈀Pd吸氫能高達本身體積2800倍，但因物稀價昂，一般只用於制超純氫而不用作儲氫材料）。若解決了氫的儲存和運輸困難，則氫將是一種理想的、無污染的燃料。可用於運載工具和燃料電池等方面。因儲氫材料在吸氫和放氫時有熱效應和能量交換，這類材料也能儲存熱能或其他能量，所以也稱為儲能材料(energy storage materials)或能量轉換材料(energy conversion materials)。

根據上述原理，通常可用降低溫度促使金屬氫化物的生成，再用加熱便氫化物析氫儲存並使用氫能。

理論上只要能有上述可逆反應的金屬或合金者可作儲氫材料，但在實用上，該類材料必須滿足下列要求：（1）材料活性大，吸附氫量大並易於獲得，價格低廉；

（2）材料用於吸附氫時，標準生成熔要小，用來儲熱時 要大；

（3）材料吸氫-解析的速率要大；氫的平衡壓差要小；

（4）在使用過程中，材料破碎和粉化率低，力學性能不能有明顯的降低。

目前的正在研究或接近實用的儲氫材料有：Mg2Cu、TiFe、TiMn、TiCr2、LaNi5、ZrMn2和含稀土金屬（La、Ce）的Ni、Zr、Al或Cr-Mn組成的多元合金。最近研製的Re –Nb-Zr-Al四元儲氫合金，幾乎可完全滿足上述條件且不受氫氣純度的影響。

儲氫材料既可作為氫的輸送介質，還有一系列其它的用途，如作能量轉換介質，分離氫，精製和分離氫的同位素，催化劑和敏感元件等。下面舉出幾個典型的應用實例。

利用儲氫材料在吸（放）氫時放（吸）熱的特點，可制儲藏能源的冷暖設備—化學熱源泵，它熱損失小並可由回收廢熱變成品質較高的熱。化學熱泵由兩種不同的儲氫材料製成的儲氣罐，以帶開關的閥門相連。開啟閥門時低溫形成氫化物的高壓罐A將釋放氫，並為高溫形成氫化物的低壓罐B吸收而放出大量的熱，可供取暖之用。B罐則可用廉價的熱能加熱，使釋放的氫為A罐吸收、儲存。加熱B罐的熱能，可以是夜間用電低谷的廉價電力，也可是工業用餘熱、廢熱和太陽能等。因此，儲氫合金可製成`利用廢熱、餘熱和廉價能源和節能裝置。如要製冷，則可用儲氫材料吸熱而達到降溫的目的。

LaNi5等儲氫合金對氫的選擇吸收性極大，故可進行氫的分離精製。例如，將Ar、N2、CO2、CO、CH4和H2的混合氣體與LaNi5、MnNi5多元素合金在加壓下反應，氫被選擇吸收，再加熱使之解吸，便可獲得精製的高純氫氣。利用上述材料1000L精製氫的純度在99.9999%，產量是500ml/min。

此外，儲氫材料還可進行能量變換驅動機器；在氫－空氣燃料電池中得到應用；還可作合成氫的催化劑和進氫的分離和回收，等等。總之，儲氫材料的應用領域是十分廣闊的，且有不斷擴大之勢。