《能源材料第二章》ppt課件-預(yù)覽頁
【正文】 、丹麥等國已開發(fā)了自己的甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫技術(shù) ,在世界各地建設(shè)了許多中小型制氫裝置。該法的另一優(yōu)勢是 原料甲醇易得且儲運(yùn)方便 ,受地域限制較少 ,適于中小制氫用戶使用。 該法的優(yōu)點(diǎn)是比水電解法制氫能耗低 40 %以上 (水電解制氫的能耗為 73. 4 kJ / m3 ,氨分解制氫的能耗為 42. 7 kJ / m3) ,但其缺點(diǎn)是明顯的 :一是反應(yīng)溫度高 (約 800 ℃) , 對反應(yīng)器和換熱器等材質(zhì)要求較高 。合成氣分離提純氫氣有物理提純法和化學(xué)提純法 ,前者采用變壓吸附、膜分離等 ,后者通過 CO和水蒸氣進(jìn)行高 / 低溫變換成CO2 和 H2 ,進(jìn)一步除去 CO2 即得純氫。日本、美國等為此成立了專門機(jī)構(gòu) ,建立了生物制氫規(guī)劃 ,進(jìn)行生物制氫的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究 ,將在 21 世紀(jì)中葉使該技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。 電解熔融鹽 KF 有烴類原料的石化單位應(yīng)采用烴類氧化重整制氫技術(shù) 。 金屬化合物儲氫 在國內(nèi)外近幾年已受到重視 ,理論研究和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展很快。儲氫合金是在一定溫度、氫氣壓力下 ,能可逆地大量吸收、儲存和釋放氫氣的金屬間化合物 ,其特點(diǎn)是儲氫量大、安全可靠、不污染環(huán)境、可重復(fù)使用等 。鎂基儲氫合金主要缺點(diǎn) ,一是吸放氫溫度較高 (200 ℃ 以上 ) 。 用 Al 和 Ti 取代 Mg ,Mn 取代 Ni ,合成了新型鎂基合金Mg(22x)AlxNi和 Mg(22x) TixNi(12y)Mny ,合金中存在立方結(jié)構(gòu)的新物相。 ③ 機(jī)械球磨 :把 Mg2Ni 合金粉末與 Ni 粉末或其他金屬粉末一起球磨 ,以降低末與 Ni 粉末或其他金屬粉末一起球磨 ,以降低 Mg2Ni 合金粉末的顆粒尺寸 ,加快氫的擴(kuò)散速率 ,同時在 Mg2Ni 合金顆粒表面包覆一層金屬粉末 ,從而提高合金表面性能。 其他合金儲氫材料 稀土儲氫材料 以 LaNi5 最有名 ,是一種性能優(yōu)良的儲氫材料 。在鋯系合金中 ,有人用 Ti 代替部分 Zr ,用 Fe 、 Co 、Ni 等代替 V、 Cr 等制得多元鋯系儲氫合金。 美國能源部要求 ,對燃料電池電動汽車 ,其體積儲氫密度必須達(dá)到 63kg/m3 ,質(zhì)量分?jǐn)?shù) %。從理論上碳納米管可看成由石墨平面卷曲而成 ,卷曲方式不同 ,碳納米管的結(jié)構(gòu)也不同 。碳納米管的直徑對吸附量有影響 。此文根據(jù)前人關(guān)于毛細(xì)管凝聚的理論提出了一個假設(shè)，單壁碳納米管由于壁很薄，管很細(xì)，可能在管中凝聚氫，從而形成高效儲氫材料。當(dāng)時美國能源部認(rèn)為儲氫材料若能夠儲存氫達(dá)到重量比百分之六，同時采用當(dāng)時的質(zhì)子交換膜燃料電池，則燃料電池汽車的能效和一次充氣的行車?yán)锍叹涂梢杂猩虡I(yè)價值，和汽油車競爭。楊做了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Ρ仍囼?yàn)，當(dāng)用含有極微量水分的氫氣做原料時重復(fù)了 Chen等在 [Science]發(fā)表的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)上，通過催化聚合 1， 3， 5三乙炔苯制備較大比表面積的三維微孔共軛聚合物（ CMP）作為吸附載體，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的堿性活性基團(tuán)碳碳叁鍵吸附鋰離子。 LiCMP( wt% Li)和 CMP在 77K的氫吸附、脫附等溫線 Angew. Chem. Int. Ed., 2022 氫和儲氫材料應(yīng)用 氫的應(yīng)用 氫是地球上儲量最豐富、分布最廣的資源。由液氫和液氧組合的推進(jìn)劑所產(chǎn)生的比沖高達(dá) 3 822 N 環(huán)境保護(hù) 空氣污染主要是由 燃料油燃燒 時放出的 SO2 引起的 ,因而燃料油脫硫已成為控制環(huán)境污染的關(guān)鍵因素。氫用于環(huán)境保護(hù)有 2 大優(yōu)點(diǎn) ,即在其 生產(chǎn)和使用時對環(huán)境幾乎或根本無危害 。 石化工業(yè) 氫氣是現(xiàn)代煉油工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料之一。 儲氫材料應(yīng)用 儲氫材料除了用于制取氫氣外 ,還有兩個重要的應(yīng)用領(lǐng)域 :一是氫燃料汽車 ,可使城市汽車尾氣污染大為緩解 。
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