
【化】 hydrogen storage material; hydrogen storage materials
储氢材料(Hydrogen Storage Materials)是指通过物理吸附、化学吸附或相变反应等方式实现氢气高效存储与释放的功能性材料。该术语在能源工程与材料科学领域具有重要地位,其核心价值在于解决氢能源产业链中储存与运输环节的技术瓶颈。
根据国际能源署(IEA)的技术报告,储氢材料可分为四大类型:
美国能源部(DOE)制定的储氢系统标准要求,实用化材料需满足重量储氢密度≥5.5wt%、工作温度≤85℃等关键指标。目前前沿研究聚焦于纳米限域效应优化(如石墨烯复合结构)和催化剂界面工程(如铂族金属纳米粒子修饰)两大方向。
在应用场景方面,《自然·能源》期刊指出,车载储氢罐已采用70MPa碳纤维增强的III型压力容器,而固定式储能系统更倾向使用金属氢化物固态存储方案。材料的热力学稳定性(ΔH值)和动力学特性(解吸活化能)仍是制约商业化应用的主要因素。
储氢材料是一类能在温和条件下反复可逆地吸收和释放氢气的物质,主要用于氢能的存储与利用。以下是其核心要点:
储氢材料通过物理或化学作用与氢结合,形成金属氢化物或其他稳定结构,在特定温度或压力下释放氢气。其核心特性包括高储氢密度(可达材料体积的1000-1300倍)和可逆性(循环次数超万次)。例如,镧镍合金每克可储存0.157升氢气,加热后即可释放。
当前瓶颈包括材料成本(如钯价格高昂)、吸放氢条件苛刻(需高温/高压),以及长期循环稳定性问题。研究重点在于开发低成本、高容量的新型材料(如纳米结构或复合金属氢化物)。
作为清洁能源载体,储氢材料可减少化石能源依赖,助力碳中和目标,尤其在交通和工业领域潜力显著。
如需进一步了解具体技术细节或最新进展,可参考相关研究文献或行业报告。
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