"反应失稳"复合储氢材料的研究进展

轻金属化学氢化物及配位氢化物因具有较高的含氢量而成为当前储氢研究的热点,然而热稳定性高和可逆性差制约了其应用.氢化物"反应失稳"概念的提出提供了一种全新的解决途径.概述氢化物"反应失稳"的概念、体系构建及其纳米调制,以明确"反应失稳"体系储氢材料研究中的关键问题及发展趋势.     

金属氢化物的吸附性能和活性炭贮氢的可行性

目前迫切需要解决氢能在输送和存储上的困难。碳材料吸附和金属氢化物吸附储氢都是经济可行的储氢手段。通过所建立的同心圆柱体物理模型,可以计算金属氢化物脱附和吸附反应锋面的瞬时位置,以及反应的热流量和氢气流量。模拟结果证明,氢气流量和热流量对时间的变化与压力有关,也与热源温度有关;表明合金材料的成分和性能对金属氢化物吸附特性有明显的影响。适当地选择村料并加以性能调整,可以提高其性能和效应。从燃料存储系统的重量及其特性看,碳材料吸附储氢比金属氢化物更适合车用。活性炭吸附技术,能够达到吸放氢条件温和、储氢容量大和成本低这三个基本要求。     

金属储氢材料与材料设计研究进展

基于储氢材料在氢能利用中的重要作用,通过从材料结构角度,对当前晶态储氢合金、非晶储氢合金、纳米储氢合金三大类金属储氢材料的研究现状和存在问题进行总结和分析,探讨了合金相图和现代材料设计方法在金属储氢材料研究中的作用和地位.当前研究工作表明,非平衡态结构调控是获得高性能储氢合金的有效途径.基于原子尺度的材料计算与设计,对新型金属储氢合金的研究和储氢机理探讨具有重要作用.     

金属氢化物导热系数测量

储氢材料是一类新的功能材料。研究它的导热性能，对于储氢材料使用时放氢所需的热源以及加热时间是十分重要的。通过稳态测量和非稳态测量理论分析，设计出相应的实验装置，探讨金属氢化物导热系数的测定。     

中科院大连化物所储氢材料研究获进展

正中国科学院大连化学物理研究所的研究人员在储氢材料研究方面取得新进展,通过多组分氢化物复合,显著改善了Mg(NH_2)_2-LiH储氢材料的吸脱氢热力学和动力学性能,实现了100℃以下可逆吸脱氢。在此前研究人员设计的金属氨基化合物储氢体系中,Mg(NH_2)_2-LiH材料具有较高的储氢容量和较好的可逆性,被认为是最具车载实用前景的储氢材料之一。但该体系需要较高的吸氢温度(150℃)和放氢温度(180℃),利用燃料电     

四氧化三铁的改性及其储氢性能研究

以Fe3O4为原料,以金属Mo、Al、Cr、W可溶盐为添加物,通过共沉淀法制备单金属添加的改性铁氧化物储氢材料.用固定床-流动气相循环方法,研究了材料的储氢性能.结果表明添加了Mo金属的Fe3O4的4次循环的放氢温度最低,为310～314℃(速率为300 μmol/(min·Fe-g)时),低于目前同类最好的储氢材料近50℃左右,已接近IEA标准.     

金属储氢材料理论研究综述

氧能作为一种新型的能量密度高的绿色能源,正引起世界各国的重视,储存技术是氢能利用的关键.储氢材料是当今研究的重点课题,也是氢的储存和输送过程中的重要载体,综述了目前已采用或正在研究的金属储氢材料的理沦研究情况,如镧基、镁基、Li-N-H等储氢材料,并指出其研究趋势.     

基于金属氢化物的太阳能热电站高温蓄热系统经济性分析

高温蓄热系统是太阳能热电站的关键子系统。基于金属氢化物的高温蓄热系统具有能量储存密度大、腐蚀性低和反应易于控制等优点,是很有发展潜力的蓄热技术。建立了金属氢化物高温蓄热系统的经济性分析模型,分析了不同类型的太阳能高温蓄热系统的成本,并计算得到了能量平均成本。初步估计,"蓄热反应器+储氢罐"金属氢化物蓄热系统的单位蓄热成本只有两熔盐罐蓄热系统的四分之一左右。大汉电站采用此种蓄热装置后,其能量平均成本降低了0.25元/kW.h。     

硼氢化钠储氢材料的制备与性能研究

利用周期换向脉冲电流电解NaBO2制备配位储氢化合物NaBH4,利用碘量滴定法对电解产物进行定性定量测试,实现了在高碱性浓度范围内通过活性物质添加由偏硼酸钠电化学还原制备硼氢化钠的可能性,以电子作为还原剂代替传统合成方法中的金属钠,该合成工艺绿色环保且成本低廉;对电解获得的硼氢化钠进行水解放氢性能研究,金属配位储氢化合物水解放氢具有安全、装置简单和能量密度高等优点;实验中研究了硼氢化钠水解催化放氢系统,探讨不同体系催化剂、稳定剂等因素对系统放氢性能的影响.通过对制得的异相催化剂成分进行表征,并测得不同条件下催化水解反应速率数据,系统的研究了通过化学掺杂制备的Ni-B和Co-B催化剂的催化性能.     

新型高容量储氢材料的研究进展

新型、高效、洁净的氢能是人类社会可持续发展的绿色能源。而氢气的储存一直是世界难题。储氢材料的研究是氢能源开发的重要课题,也是新材料研究的热点。综述了近几年金属-N-H、氨硼烷、金属-氨硼烷等储氢体系的研究成果,期望尽早开发出储氢量大、吸放氢可逆、成本低、操作条件可控、生命周期长、符合车载要求的储氢材料。     

内螺旋管金属氢化物反应器吸氢过程数值分析及优化

针对金属氢化物反应器传热性能较差的问题,采用田口方法对内置螺旋换热管的氢化物反应器进行了优化研究。建立了金属氢化物反应器的三维多物理场耦合模型并采用COMSOL Multiphysics V4.4软件来求解。采用田口方法安排出具有代表性的螺旋结构参数组合,通过反应器模型计算得到各个组合的性能。结果表明：螺旋管的换热系数和换热面积都较大,因此内置螺旋管的氢化物反应器的性能较理想;随着螺旋数N和螺旋管直径do的增加,反应器的单位重量蓄热功率GHSR大大提高,而螺旋线直径D对反应器性能影响很小;最优的螺旋管参数组合为：D=32mm、N=6和do=8mm,相应的GHSR达到62.90W/kg。     

压缩机驱动金属氢化物制冷系统的热力学分析

为了提高压缩机驱动金属氢化物制冷系统的性能,建立了该制冷系统的动态性能分析模型。通过模拟计算,分析了热源温度、反应器的比热、氢化物与反应器的质量比和传热系数等对系统动态性能的影响。模拟计算分析获得了一些有意义和有价值的结论,并根据计算结果提出了改善系统动态性能的措施。     

金属氢化物储氢反应器放氢特性的数值模拟

为了研究金属氢化物储氢反应器放氢过程的热质传递特性,本文建立了金属氢化物反应器的二维轴对称数学模型。此反应器内装填了Ti0.95Zr0.05Mn1.55V0.45Fe0.09储氢合金和膨胀石墨组成的复合压块。通过与文献中实验数据的对比验证了所建立模型的有效性。论文考察了换热流体温度、流体平均流速和氢气排出压力变化对金属氢化物反应器放氢过程的影响,比较了优化操作参数和基准操作参数下的放氢性能。并对优化操作参数下放氢反应过程特征进行了分析。模拟结果表明：换热管附近床层区域的换热效果更好,放氢反应进行得更快。当换热流体温度从313.15K升高到353.15K时,放氢时间从17100s降低到了6700s。虽然提高换热流体平均流速可以缩短反应器的放氢反应时间,但其强化效果是很有限的。当换热流体流速超过3m/s时,氢化物床与换热管壁之间的接触热阻成为整个传热过程的主要热阻,增加流速的强化效果已不明显。优化后的操作参数为：氢气排出压力为0.3MPa、换热流体温度为353.15K、换热流体平均流速为3m/s。与基准操作参数相比,放氢反应时间缩短了约56%,对操作参数的优化能够显著地提高反应器的放氢速率。Ti0.95Zr0.05Mn1.55V0.45Fe0.09合金的放氢反应过程仅仅在前4s内主要受氢气压力的控制,而随后的反应过程主要是受传热过程控制。     

内置双螺旋结构换热管金属氢化物反应器的传热性能

针对金属氢化物反应器传热性能较差的问题，提出了更紧凑高效的双螺旋结构换热管。建立了内置螺旋管的金属氢化物反应器的三维数学模型，研究了换热流体入口平均流速对反应器传热性能的影响，确定了模拟中入口平均流速的范围，对比分析了单、双螺旋结构对反应器性能的影响。结果表明：在换热流体入口平均流速大于0.5m/s以后，能达到较好的换热效果，换热流体的平均真实温升趋于稳定。减小螺旋导程可以明显提高换热流体的平均真实温升和反应器的传热性能。对于导程为60mm的单、双螺旋结构管，床层平均温度降至300K所用时间从7000s缩短到3000s。导程为30mm的双螺旋结构管的单位重量输出?功率比导程为15mm的单螺旋结构管更高，可见内置双螺旋结构管反应器的传热性能优于内置单螺旋结构管反应器。双螺旋结构管具有更大的换热面积，在反应器床层内的位置分布更加均匀，从而提高了反应器的传热性能。     

环糊精包合物的研究进展

环糊精及其衍生物不仅能与简单客体分子包合,也能与过渡金属配合物进行包合的研究.环糊精衍生物与过渡金属配合物的包合作用,可通过环糊精修饰形成金属离子加冠环糊精主体分子,再与有机配体分子发生相互作用而实现包合.环糊精及其衍生物与客体的包合作用构建出了索烃、轮烃、聚轮烃等超分子结构.环糊精包合物得到广泛的研究,在许多方面已显示出其独特的作用.     

低分子量水溶性壳聚糖与Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配合物的光谱分析

合成了低分子量水溶性壳聚糖与铜 ( )、锌 ( )的配合物 ,应用红外光谱、紫外光谱技术对其结构进行了表征。结果表明 ,壳聚糖中的 NH2 基参与了与金属离子的配位作用 ;并推导了配位的机理     

羧基苯基卟啉配位聚合物的合成

利用水热合成法,以四-(对羧基)苯基卟啉(H2TCPP)及锌卟啉(ZnTCPP)和4,4′-联吡啶(4,4-′bpy)作为联合配体,与金属盐反应制备了3种配位聚合物。通过紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)和X-射线衍射(XRD)确定它们均是通过分子自组装作用而形成的三维孔洞结构的配位聚合物。通过扫描电镜(SEM)分析模板剂———溴代十六烷基吡啶(CPBr)的加入对金属卟啉配位聚合物微观形貌的影响。结果表明,模板剂起到了定向导向、支撑框架的作用,使配位聚合物有序化排列且结构规整。     

西佛碱金属配合物的合成及表征

以水杨醛与邻苯二胺、苯胺为原料,合成了水杨醛缩邻苯二胺Ａ,水杨醛缩苯胺Ｂ。利用这两个配体与四氯化钛、三氧化铁络合,合成了４个新型的西佛碱金属配合物。ＤＳＣ研究表明,配合物中无配位的溶剂。配合物的＾１ＨＮＭＲ中可以看出酚羟基信号。红外光谱分析表明,配体Ａ、Ｂ存在分子内、分子间氢键,与金属氯化物络合后,分子间、分子内氢键打开,金属原子与配体中的亚胺氮原子及羟基配位形成螯合物。配体Ａ形成的络合物中的氮与     

铜（Ⅱ）、镍（Ⅱ）、镉（Ⅱ）硫酸盐配位聚合物中配体配位行为的研究

通过水热合成法合成3种具有特殊结构的过渡金属配位聚合物{[Cu2（SO4）2（H2O）8]·2H2O}n（1）,{[Ni3（SO4）,（H2O）6]·2H2O}n（2）和{[Cd3（SO4）3（H2O）6]·2H2O}n（3）．以元素分析、红外光谱分析、单晶x-射线衍射进行表征发现：配位聚合物中的硫酸盐基团配体各自的配位形式不同．配位聚合物1包含一维Cu—SO4链,并通过氢键相互作用延展成三维超分子结构．配位聚合物2和配位聚合物3是以硫酸盐基团为一维链的基础上建立起来的类似的三维结构．     

多价金属离子与部分水解聚丙烯酰胺络合行为的研究

研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液中,多价金属离子与大分子之间的络合现象．在有络合物生成的范围内,通过实验,计算得出了Cu^2 、Zn^2 离子与HPAM形成络合物时的配位比和络合常数,以及Cu^2 璃子和HPAM配位比随HPAM的水解度改变的变化规律.