理論上只要能有上述可逆反應(yīng)的金屬或合金者可作儲(chǔ)氫材料,但在實(shí)用上,該類材料必須滿足下列要求:
(1)材料活性大,吸附氫量大并易于獲得,價(jià)格低廉;
(2)材料用于吸附氫時(shí),標(biāo)準(zhǔn)生成熔要小,用來儲(chǔ)熱時(shí) 要大;
(3)材料吸氫-解析的速率要大;氫的平衡壓差要;
(4)在使用過程中,材料破碎和粉化率低,力學(xué)性能不能有明顯的降低。
目前的正在研究或接近實(shí)用的儲(chǔ)氫材料有:Mg2Cu、TiFe、TiMn、TiCr2、LaNi5、ZrMn2和含稀土金屬(La、Ce)的Ni、Zr、Al或Cr-Mn組成的多元合金。最近研制的Re –Nb-Zr-Al四元儲(chǔ)氫合金,幾乎可完全滿足上述條件且不受氫氣純度的影響。
生物高分子材料的應(yīng)用
儲(chǔ)氫材料既可作為氫的輸送介質(zhì),還有一系列其它的用途,如作能量轉(zhuǎn)換介質(zhì),分離氫,精制和分離氫的同位素,催化劑和敏感元件等。下面舉出幾個(gè)典型的應(yīng)用實(shí)例。
氫制冷取暖設(shè)備
利用儲(chǔ)氫材料在吸(放)氫時(shí)放(吸)熱的特點(diǎn),可制儲(chǔ)藏能源的冷暖設(shè)備—化學(xué)熱源泵,它熱損失小并可由回收廢熱變成品質(zhì)較高的熱;瘜W(xué)熱泵由兩種不同的儲(chǔ)氫材料制成的儲(chǔ)氣罐,以帶開關(guān)的閥門相連。開啟閥門時(shí)低溫形成氫化物的高壓罐A將釋放氫,并為高溫形成氫化物的低壓罐B吸收而放出大量的熱,可供取暖之用。B罐則可用廉價(jià)的熱能加熱,使釋放的氫為A罐吸收、儲(chǔ)存。加熱B罐的熱能,可以是夜間用電低谷的廉價(jià)電力,也可是工業(yè)用余熱、廢熱和太陽(yáng)能等。因此,儲(chǔ)氫合金可制成`利用廢熱、余熱和廉價(jià)能源和節(jié)能裝置。如要制冷,則可用儲(chǔ)氫材料吸熱而達(dá)到降溫的目的。
氫的分離精制
LaNi5等儲(chǔ)氫合金對(duì)氫的選擇吸收性極大,故可進(jìn)行氫的分離精制。例如,將Ar、N2、CO2、CO、CH4和H2的混合氣體與LaNi5、MnNi5多元素合金在加壓下反應(yīng),氫被選擇吸收,再加熱使之解吸,便可獲得精制的高純氫氣。利用上述材料1000L精制氫的純度在99.9999%,產(chǎn)量是500ml/min。
此外,儲(chǔ)氫材料還可進(jìn)行能量變換驅(qū)動(dòng)機(jī)器;在氫-空氣燃料電池中得到應(yīng)用;還可作合成氫的催化劑和進(jìn)氫的分離和回收,等等?傊,儲(chǔ)氫材料的應(yīng)用領(lǐng)域是十分廣闊的,且有不斷擴(kuò)大之勢(shì)。