氢能源一21世纪的清洁能源 优点：氢燃烧速率快，反应完全。氢能源是清洁能源，没有 环境污染，能保持生态平衡！ >目前，已实验成功用氢作动力的汽车，有望不久能投入实用。 >氢作为航天飞机的燃料已经成为现实，有的航天飞机的液态氢储罐存 有近1800m的液态氢。 氢燃料动力飞机②☑ 采用氢燃料电池的德国海军212型 潜艇 氢能源研究面临的三大问题： ·氢气的发生（降低生产成本） ◆ 氢气的储存 ◆氢气的输送（利用） 16
优点：氢燃烧速率快，反应完全。氢能源是清洁能源，没有 环境污染，能保持生态平衡. ¾ 目前，已实验成功用氢作动力的汽车，有望不久能投入实用。 ¾ 氢作为航天飞机的燃料已经成为现实，有的航天飞机的液态氢储罐存 有近 1 800 m3的液态氢 。 ¾ 氢能源研究面临的三大问题： 氢气的发生（降低生产成本） 氢气的储存 氢气的输送（利用） 氢能源—21世纪的清洁能源 16
储氢材料(hydrogen storage materials) 能可逆地吸收和释放氢气的材料。 >金属钯：1体积钯能溶解几百体积的氢气（太贵）； >储氢合金： ◆Mg-Ni、La-Ni、Fe-Ni ◆镧镍金属间化合物：LaNis(CaCus结构) ◆铁基合金，如Tife、Ti(Fe1xMn)、Ti(Fe1xNi)等： ◆镁基合金，如Mg2Cu、Mg2Ni等。 LaNi+3H2→LaNi,H。+Q Q点击查看大 >复合氢化物： ◆[AIH4或[AIHs]3 ◆LiBH4 ◆NaBH4 Mg2NiH4 LaNisHs H2 (Liquid)h(200bar） 3.6wt% 1.4wt% ref:翟峰，赵志远，赵晓堃，王多，《储氢材料概述》 储氢合金
储氢材料(hydrogen storage materials) 能可逆地吸收和释放氢气的材料。 ¾ 金属钯：1体积钯能溶解几百体积的氢气（太贵）； ¾ 储氢合金： Mg-Ni、La-Ni、Fe-Ni 镧镍金属间化合物：LaNi5 (CaCu5结构) 铁基合金，如TiFe、Ti(Fe1-xMnx)、Ti(Fe1-xNix) 等； 镁基合金,如Mg2Cu、Mg2Ni等。 ref.: 翟峰，赵志远，赵晓堃，王多，《储氢材料概述》 ¾ 复合氢化物 ： [AlH4] - 或[AlH6] 3- LiBH4 NaBH4 17
新型储氢材料（物理吸附） >纳米材料： ◆ 纳米碳材料：纳米石墨纤维(GNF)、多壁碳纳米管(MWNT) 、 单壁碳纳米管(SWNT) SCIENCE VOL 286 5 NOVEMBER 1999 REPORTS ◆ 无机纳米管：BN;TiS2;MoS2 Hydrogen Storage in Single-Walled Carbon Sample Storage capacity Initial mass Final mass Residual H>storage (weight % (mg) (mg) (%) Nanotubes at Room 2.4 480.1 482.6 21.2 2 2.8 501.3 504.9 24.9 Temperature 4.2 492.7 497.4 21.7 C.wy.v.ranM cheng >沸石(zeolite): >金属有机骨架化合物 Metal-Organic Framework,MOF) The microporous molecular structure of a ref:翟峰，赵志远，赵晓堃，王多，《储氢材料概述》 18 zeolite,ZSM-5
新型储氢材料（物理吸附） ¾ 纳米材料： 纳米碳材料：纳米石墨纤维（GNF）、多壁碳纳米管（MWNT）、 单壁碳纳米管（SWNT） 无机纳米管：BN; TiS2; MoS2 ref.: 翟峰，赵志远，赵晓堃，王多，《储氢材料概述》 ¾ 沸石（zeolite）： ¾ 金属有机骨架化合物 （ Metal-Organic Framework, MOF） 18
RL10m.206806(2008 PHYSICAL REVIEW LETTERS 2器 度力奇的 2011年国内、国际十大科技新闻评选揭晓 Mina Yoon,Shenyuan Yang.2 Christian Hicke.Enge Wang.David Geohegan.'and Zhenyu Zhang eCwe 新型硒一氮基液态储氢材料 【入由】 COMMUNKCATION Ca32C60 JACS A Single-Component Liquid-Phase Hydrogen Storage Material Wei Luo,Patrick G.Campbell,Lev N.Zakharov,and Shih-Yuan Liu' cheap abundant c) NH. FeCl2(5 mol%) 6H2 80℃ 20 mir quantitative 4.7 wt.%H2(material) 42g H2/L relatively fast clean 92H2-Ca32C60 hydrogen uptake:8.4 wt% 19
19 hydrogen uptake: 8.4 wt%
Tritium,D2O的制备 (2)Tritium是半衰期为12.6年的B放射性衰变体。 3T→He+B通常只有核反应才能获得T 例如：Li+0n→2He+3T gN+n→2C+3T (3)H,S+D,0←>D,S+H,0 来获得纯重水 也可以用电解法来富集D,O 20
3 3 1 2 61 4 3 30 2 1 14 1 12 3 30 61 22 22 (2) Tritium 12.6 T He T Li n He T N n C T (3) H S D O D S H O E E o o o 是半衰期为 年的 放射性衰变体。 通常只有核反应才能获得 例如： 来获得纯重水 也可以用电解法来富集D O2 Tritium, D2O的制备 20