
【化】 hydrogen storage material; hydrogen storage materials
儲氫材料(Hydrogen Storage Materials)是指通過物理吸附、化學吸附或相變反應等方式實現氫氣高效存儲與釋放的功能性材料。該術語在能源工程與材料科學領域具有重要地位,其核心價值在于解決氫能源産業鍊中儲存與運輸環節的技術瓶頸。
根據國際能源署(IEA)的技術報告,儲氫材料可分為四大類型:
美國能源部(DOE)制定的儲氫系統标準要求,實用化材料需滿足重量儲氫密度≥5.5wt%、工作溫度≤85℃等關鍵指标。目前前沿研究聚焦于納米限域效應優化(如石墨烯複合結構)和催化劑界面工程(如鉑族金屬納米粒子修飾)兩大方向。
在應用場景方面,《自然·能源》期刊指出,車載儲氫罐已采用70MPa碳纖維增強的III型壓力容器,而固定式儲能系統更傾向使用金屬氫化物固态存儲方案。材料的熱力學穩定性(ΔH值)和動力學特性(解吸活化能)仍是制約商業化應用的主要因素。
儲氫材料是一類能在溫和條件下反複可逆地吸收和釋放氫氣的物質,主要用于氫能的存儲與利用。以下是其核心要點:
儲氫材料通過物理或化學作用與氫結合,形成金屬氫化物或其他穩定結構,在特定溫度或壓力下釋放氫氣。其核心特性包括高儲氫密度(可達材料體積的1000-1300倍)和可逆性(循環次數超萬次)。例如,镧鎳合金每克可儲存0.157升氫氣,加熱後即可釋放。
當前瓶頸包括材料成本(如钯價格高昂)、吸放氫條件苛刻(需高溫/高壓),以及長期循環穩定性問題。研究重點在于開發低成本、高容量的新型材料(如納米結構或複合金屬氫化物)。
作為清潔能源載體,儲氫材料可減少化石能源依賴,助力碳中和目标,尤其在交通和工業領域潛力顯著。
如需進一步了解具體技術細節或最新進展,可參考相關研究文獻或行業報告。
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