能源材料第二章ppt課件(參考版)
2025-05-06 03:33本頁面
【正文】 我國稀土資源豐富 ,AB5 型稀土儲(chǔ)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(yīng)用于計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、通訊器材等。 二是 Ni2MH 電池的陰極材料 (M 代表金屬鎂和稀土等 ) 。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(jí)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。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。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(hù)氣。 電子工業(yè) 在大規(guī)模、超大規(guī)模和兆位級(jí)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。 到 21 世紀(jì) ,用 氫來處理堆積如山的廢物 將成為現(xiàn)實(shí) ,其方法是將廢物經(jīng)加氫處理以制取有用的產(chǎn)品。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 。據(jù)報(bào)道 ,美國 “ 阿波羅 ” 航天飛機(jī) 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(hào)火箭 也是以液氫 / 液氧為推進(jìn)劑的 ,我國也用液氫 / 液氧推進(jìn)劑成功地發(fā)射了通訊衛(wèi)星。s/ 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。氫的應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面 : 高能燃料 氫的燃燒值最高 ,達(dá) 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。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。該材料在 77K和 1bar條件下，儲(chǔ)氫量高達(dá) %，刷新了同等條件下的物理吸附儲(chǔ)氫的紀(jì)錄，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳納米材料（ %）和金屬框架化合物（ %）。鋰離子有效提高了材料對(duì)氫分子的吸附焓。理論模擬發(fā)現(xiàn)，鋰離子在共軛體系上對(duì)氫氣有增強(qiáng)的吸附作用，可以使氫分子更牢固地吸附在微孔材料中。2022年 3月楊教授再次投稿 Carbon(2022年第三期發(fā)表 )，采用Ab initio molecular orbital方法，從理論上論證了碳上氫的化學(xué)吸附遵循化學(xué)吸附的一致原理，也解釋了單壁碳納米管不可能作為儲(chǔ)氫材料的目標(biāo)物質(zhì)。 Science, 1999 敏感而嚴(yán)肅的資深吸附現(xiàn)象研究者 Ralph T. Yang 教授在 99年10月即投稿 Carbon(2022年第四期發(fā)表 )說明 [Science]發(fā)表的第一篇實(shí)驗(yàn)結(jié)果是基于錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)條件，指出在這一實(shí)驗(yàn)條件下氫氣中的水蒸氣會(huì)吸附和凝聚，所以觀察到的增重不是因?yàn)闅涞奈健? Science, 1999 1999年 11月，還是 Science，發(fā)表了另外一篇論文，題目是“室溫下在單壁碳納米管上的儲(chǔ)氫”，同樣給出了十分引人注目的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這使人耳目一新，大吃一驚，碳納米管加上堿金屬氧化物可以使吸氫的量達(dá)到重量比百分之五到百分之二十，而且在接近常溫常壓下能夠完成吸附脫附循環(huán)。為了吸引讀者，作者給出了氫的程序升溫脫附數(shù)據(jù)，但似乎有意混淆了物理吸附毛細(xì)管凝聚與化學(xué)吸附的概念，給出的脫附曲線實(shí)際上是化學(xué)吸附部分，這當(dāng)然延伸到了常溫區(qū)，從曲線上也不能解讀出有很大吸附量。 碳納米管儲(chǔ)氫的研究歷史及爭議 1997年月，發(fā)表題為“單壁碳納米管中的儲(chǔ)氫 ” 當(dāng)時(shí)正值克林頓總統(tǒng)啟動(dòng)美國氫能源計(jì)劃年不久，人們認(rèn)識(shí)到氫在汽車上的儲(chǔ)存攜帶是一個(gè)大難題，高效儲(chǔ)氫成為熱點(diǎn)，由于對(duì)儲(chǔ)氫的機(jī)理認(rèn)識(shí)尚不深入，人們對(duì)新材料寄予很大期
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