A型,A+B型二元混晶相,A+B+R型三元混晶相结构m-Ti O2储氢金属分类储氢金属分类金属储氢材料可分为两大类，一类是合金氢化物材料,另一类是金属配位氢化物材料。某些金属或合金与氢反应后以金属氢化物形式吸氢，生成的金属氢化物加热后释放出...
A型,A+B型二元混晶相,A+B+R型三元混晶相结构m-Ti O2储氢金属分类
储氢金属分类
金属储氢材料可分为两大类，一类是合金氢化物材料,另一类是金属配位氢化物材料。某些金属或合金与氢反应后以金属氢化物形式吸氢，生成的金属氢化物加热后释放出，利用这一特性储氢，其储氢密度可达标准状态下氢气的1000倍,与液氢相同甚至超过液。迄今为止,趋于成熟和具备实用价值的金属氢化物储氢材料主要有稀土系、Laves相系、镁系和钛系四大系列。
AB2型Laves相系合金
AB型Laves相系合金材料是一类非常具有潜在研究价值的储氢材料。已经发现的AB型储氢材料有3种晶相结构:立方晶相C15(MgZn2),六方晶相C14(MgCu2)和双六方晶相C36(NiMg2)。相结构的稳定性主要取决于构成材料的元素原子的几何半径比、电负性和各原子的化合价等。同以LaNi5为代表的稀土系储氢材料相比,Laves相系合金材料(ZrV2H5.3,ZrMn2H3.6,ZrCr2H3.4)具有较高的存储容量，更高的动力学效率,更长的使用寿命和相对较低的成本等特点。然而此类材料的氢化物在室温时过于稳定,不易脱氢。需要更深入的研究侧重于多组分元素取代后形成的Laves相系合金材料,如Zr1-xTx(Mn,Cr)2-yMy(T=Ti,Y,Hf,Sc,Nb;M=V,Mo,Mn,Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Al,Si,Ge)。其中被取代元素的性质和数量对材料的热力学性质与电化学性能都会产生很重要的影响。
有关ZrCr2-xMx体系六方Laves相材料(M=Ni,Mo;0.0<x<1.0)的中子衍射研究表明,随着Ni含量的增加,晶胞的体积减小,但是晶体中间隙缺陷形成的孔洞的直径却会增大,这非常有利于材料的储氢性能的改善。运用Retveld分析方法对多组分取代的Zr1-xTxCr2-y体系材料的研究表明,当xNi<1.0时材料为六方C14晶体结构,随后伴随着一个Zr-Ni合金相的形成会逐渐转变成立方相的C15型结构。同时研究发现该体系材料为单一晶相时的储氢量较大,约为1.8%,但其动力学性能很差;而多相时其储氢量则相对适中且具有很好的动力学性能。M.Bououdina等还运用Miedema原子晶胞模型,通过计算生成热的方法就过渡金属元素的性质和含量对生成Laves相ZrCr2-xMxH3体系材料(0.0≤x≤0.8,M=V,Mo,Mn,Fe,Co,Ni,Cu)的稳定性的影响进行了系统的研究。结果表明,当M=V,Mo时形成的金属氢化物比ZrCr2要稳定得多,而当M=Mn,Fe,Cu,Co,Ni时则形成了较不稳定的金属氢化物。
另有一类bcc合金,具有与Laves相共存的一个相,其吸氢行为与Laves相相同,此相称为与Laves相有关的bcc固溶相。bcc固溶相吸氢量大,是很有发展潜力的储氢合金。
新型LiBH-2LiNH复合储氢材料
LiBH4/2LiNH2复合轻金属氮氢化物储氢材料
Li-Mg基复合储氢材料
制备复合储氢材料通式A(100-x)Bx,A为LiNH2和MgH2摩尔比2:1形成均匀混合物
镁基纳米复合储氢材料
镁中添加石墨后机械球磨法制备镁基纳米复合储氢材料
改性硼氢化铝储氢材料
聚四氟乙烯,EDTA,镍粉,锆粉合成改性硼氢化铝储氢材料
六氨合硼氢化镁纳米颗粒
约束型六氨硼氢化铝复合储氢材料
CeH-NaH-Al复合储氢材料
金属Ce氢化物催化NaH和Al复合储氢材料
Mm(Ni-CO-Al-Mn)5碳纳米管复合储氢材料
齐岳定制Mg-MWNTs镁/多壁纳米碳管复合储氢材料
金属Ce氢化物催化NaH-Al复合储氢材料
齐岳定制金属锂基复合储氢材料，储氢合金粉末/二氧化硅复合球体
金属锂基硼氢化物LiM
金属多元化使LiBH4改性形成双金属阳离子硼氢化物LiM(BH4)n+1
新型多孔材料Cu-BTC@SiO2@Fe3O4催化剂
负载型金属骨架材料Cu-BTC@SiO2@Fe3O4催化剂，双金属催化剂Ni/Cu-BTC@SiO2@Fe3O4
La2Mg17/M复合贮氢材料
La2Mg17+200%M(M=Cu, Ni)+1%CeO复合贮氢材料
锆基纳米复合储氢材料HTQAB(2.1)/Mg
Zr0.9Ti0.1(Ni0.57V0.10Mn0.28Co0.05)2.1-X%Mg(X=10,20)锆基纳米复合储氢材料
金属Ni-Mg/C镍对镁碳复合储氢材料
Mg/C复合储氢材料，初始放氢温度降低70℃,高峰放氢温度降低46℃
AB5型镧镁基合金复合储氢材料
Ti-V基固溶体/AB5型镧镁基合金复合储氢材料
MgH2,MgHz-GMgHz-graphene储氢材料
MgH2-graphene复合储氢材料，在573K下于5,2min内放氢和再吸氢质量分数都为7.0%,且其放氢起始温度较MgH2的低50K.
发展方向
金属储氢材料应用技术研究的需要，未来有如下几点可能的发展方向：
①乃至未来相当长一段时期内，金属储氢材料处于一个发展较为缓慢的平台区，其工作重点集中于金属储氢材料的工程化探索研究及高性能金属储氢材料结构、形态与性能之间的相关性研究。
②近期金属储氢材料在民用方面的研究将主要立足于氢燃料电池的工程化应用，主要应用方向在清洁燃料汽车(“零排放”汽车)、助动车、通讯工具(手机、电脑等)、电动工具等，且今后将开展氢能发电方面的探索研究，为全球性石化燃料危机提供替代能源。
③未来金属储氢材料在军用方面的研究将依据技术交叉融合、优势互补的趋势，重点开发适合于高性能火炸药发展的高活性金属储氢材料。其近期的研发重点主要为AlH3、MgH2等储氢材料在高能炸药(包括云雾爆轰炸药)、高能固体推进剂中的应用；远期的研发重点将结合纳米技术、合金技术等相关学科、相关专业的发展，以实现炸药、固体推进剂能量水平的跨越式提高。
wyf 04.28
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