能源材料第二章ppt課件-資料下載頁
2025-05-03 03:33本頁面
【正文】 其網(wǎng)絡結構中的堿性活性基團碳碳叁鍵吸附鋰離子。鋰離子有效提高了材料對氫分子的吸附焓。研究表明當鋰離子的摻雜比例在%時，材料儲氫能力最強，對氫氣的吸附焓為 。該材料在 77K和 1bar條件下，儲氫量高達 %，刷新了同等條件下的物理吸附儲氫的紀錄，遠遠高于碳納米材料（ %）和金屬框架化合物（ %）。 LiCMP( wt% Li)和 CMP在 77K的氫吸附、脫附等溫線 Angew. Chem. Int. Ed., 2022 氫和儲氫材料應用 氫的應用 氫是地球上儲量最豐富、分布最廣的資源。氫也是重要的工業(yè)原料 ,而且是今后主要的二次能源之一。氫既是一種能源材料 ,也是一種功能材料 ,還是重要的特種氣體之一。氫的應用主要在以下幾個方面 : 高能燃料 氫的燃燒值最高 ,達 121 061 kJ /kg ,比甲烷 (其燃燒值為 50 054 kJ / kg) 、汽油 (44 467kJ / kg) 、乙醇 (27 006 kJ / kg) 、甲醇 (20 254 kJ / kg) 都高。由液氫和液氧組合的推進劑所產(chǎn)生的比沖高達 3 822 Ns/ kg (390s) ,所以在火箭、飛船和衛(wèi)星發(fā)射等航空航天事業(yè)得到重用。 航天飛機的主機是以液氫為燃料和以液氧為氧化劑的 ,軌道飛行器也有 2個液氫和液氧儲槽在進入軌道時用。據(jù)報道 ,美國 “ 阿波羅 ” 航天飛機 的液氫和液氧總加注量分別為 1 432m3 和 529 m3 ,歐洲 “ 阿里安娜 ” 號火箭 也是以液氫 / 液氧為推進劑的 ,我國也用液氫 / 液氧推進劑成功地發(fā)射了通訊衛(wèi)星。 環(huán)境保護 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)境污染的關鍵因素。氫可用于石腦油、粗柴油、燃料油的加氫脫硫 ,加氫精制可除掉有害化合物如硫化氫、硫醇、含氮化合物、酚類等 。 造紙廠 為降低氯氣的污染 ,在紙漿漂白中使用 H2O2 ,而H2O2 生產(chǎn)又需用氫 。 到 21 世紀 ,用 氫來處理堆積如山的廢物 將成為現(xiàn)實 ,其方法是將廢物經(jīng)加氫處理以制取有用的產(chǎn)品。氫用于環(huán)境保護有 2 大優(yōu)點 ,即在其 生產(chǎn)和使用時對環(huán)境幾乎或根本無危害 。 電子工業(yè) 在大規(guī)模、超大規(guī)模和兆位級集成電路制造過程中 , 需用純度為 99. 999 5 %～ 99. 999 95 %的超純氫作為配制某些混合氣的底氣。在電真空材料和器件如鎢和鉬的生產(chǎn)過程中 ,需用氫作為還原氣。電子管、離子管、顯像管和激光管等的制造均需用高純氫作保護氣。 石化工業(yè) 氫氣是現(xiàn)代煉油工業(yè)和化學工業(yè)的基礎原料之一。在煉油工業(yè)中主要用于加氫脫硫、加氫裂化 ,也用于C3 餾分及汽油加氫等。在化學工業(yè)中耗氫產(chǎn)品相當多 ,如鹽酸、 Na2S 、 H2O2 、山梨醇、丁醇、辛醇、新戊二醇、 1 ,42丁二醇、甲苯二異氰酸酯 ( TDI) 、二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI) 、四氫呋喃、己二酸等。在石化工業(yè)中氫氣主要用于油品的催化重整、加氫催化裂化、加氫精制 ,從而提高油品的質(zhì)量 ,可提供高級航空油、煤油、汽油、柴油、潤滑油、食用加工油及重要的化工原料等。 儲氫材料應用 儲氫材料除了用于制取氫氣外 ,還有兩個重要的應用領域 :一是氫燃料汽車 ,可使城市汽車尾氣污染大為緩解 。 二是 Ni2MH 電池的陰極材料 (M 代表金屬鎂和稀土等 ) 。以儲氫合金作為陰極活性物質(zhì)的高容量 Ni2MH電池 ,我國已進入大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化階段 。我國稀土資源豐富 ,AB5 型稀土儲氫合金 (如 LaNi5 ) 是 Ni2MH 電池的首選陰極材料 ,這種電池與傳統(tǒng)的鎳鎘電池相比 ,其能量密度可提高 2 倍 ,且無污染 ,已廣泛應用于計算機、筆記本電腦、數(shù)碼相機、通訊器材等。
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