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活性炭材料儲氫的研究現狀

發布時間:2020-05-13點擊:

能量的儲存是一種新型節能技術,是國內外廣大專家學者研究的熱點,而活性炭儲氫的研究如何,下面我們波濤活性炭廠家從以下幾方面來分析一下,活性炭材料儲氫的研究現狀。

一、高比表面積活性炭儲氫

活性炭儲氫主要利用碳對氫氣分子的吸附作用儲氫。普通活性炭的儲氫密度很低,即使在低溫下也不到1% (質量分數,下同)。高性能活性炭儲氫始于20世紀70年代末,是在中低溫(77-273K)、中高壓(1-10MPa)下利用高比表面積的活性炭作吸附劑的吸附儲氫技術。與其他儲氫技術相比,高性能活性炭儲氫具有經濟、儲氫量高、解吸快、循環使用壽命長和容易實現規模化生產等優點,是一種很具潛力的儲氫方法。如,用比表面積高達3000m2/g的高性能活性炭儲氫,在-196℃、3MPa下儲氫密度為5%,但隨著溫度的升高,儲氫密度降低,室溫、6MPa下的儲氫密度僅為0.4%。

二、碳納米纖維儲氫

碳納米纖維具有非常高的儲氫相對密度,如:用流動催化法制備的碳納米纖維(直徑約100nm) 在室溫下的儲氫相對密度為10%。

三、碳納米管儲氫

納米材料儲氫由于納米材料研究熱潮的帶動,以納米碳材料進行儲氫成為研究的熱點。碳質儲氫材料主要有碳納米纖維和碳納米管等幾種,均具有優良的儲氫性能。國內外對碳納米管儲氫作了大量的研究,測得在10MPa下,單壁碳納米管的儲氫相對密度為4.2%,而在-293℃、12MPa下碳納米管的儲氫相對密度為8%,在380℃、常壓下碳納米管的儲氫相對密度達20.0%。

四、納米石墨儲氫

納米石墨儲氫近年來也取得了較大的進展,有人研究在1MPa氫氣氣氛中用機械球磨法制備的納米石墨粉,儲氫密度隨球磨時間的延長而增加,當球磨80h后,氫質量分數可達7.4%,熱分析(TDS)出現了兩個峰,解吸溫度在377-677℃。曾有人用炸藥爆轟法制備了納米石墨粉,其結構為六方結構,納米晶平均粒度為1.86-2.61nm,比表面積為500-650m2/g,在12MPa壓力條件下,儲氫相對密度僅為0.33%-0.37%。

綜上所述,對于目前儲氫的研究對比,不管是哪類儲氫技術,都不如活性炭儲氫效果好,且活性炭價格低廉,性能穩定。所以,此類應用中活性炭占有較大優勢。

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