當(dāng)代能源化學(xué)-氫能課件

當(dāng)代能源化學(xué)當(dāng)代能源化學(xué)當(dāng)代能源化學(xué)當(dāng)代能源化學(xué)1當(dāng)代能源化學(xué)氫能3當(dāng)代能源化學(xué)氫能32氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能經(jīng)濟(jì)的背景：

大氣中二氧化碳逐年增加，地球不斷變暖，生態(tài)環(huán)境惡化，自然災(zāi)害頻發(fā)，造成的損失逐年增加。

化石能源儲(chǔ)量有限，消耗加快。

能源結(jié)構(gòu)單一，過渡依賴化石能源。

經(jīng)濟(jì)增長、環(huán)境保護(hù)和社會(huì)發(fā)展的壓力。氫：儲(chǔ)量大，分布廣，清潔無污染氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能經(jīng)濟(jì)的背景：大氣中二氧化碳逐年增加3氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能經(jīng)濟(jì)構(gòu)想氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能經(jīng)濟(jì)構(gòu)想4氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能技術(shù)的難點(diǎn)：如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地廉價(jià)制氫？如何經(jīng)濟(jì)、合理、安全地儲(chǔ)存和輸送氫？如何高效率、低成本地利用氫？氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能技術(shù)的難點(diǎn)：如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地廉價(jià)制氫？5氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能當(dāng)代能源化學(xué)6氫能當(dāng)代能源化學(xué)制氫技術(shù)化石燃料制氫—目前主要的制氫方法

成熟、廉價(jià)，但資源和環(huán)境問題并未解決

生物質(zhì)為原料制氫

光合效率、水土面積、集中和儲(chǔ)運(yùn)成本等問題

水分解制氫

利用光化學(xué)、熱化學(xué)和電化學(xué)方法制氫。然而，太陽能的收集、

高品質(zhì)熱能和電能的產(chǎn)生方法，都是首先要解決的問題。成本

等問題氫能當(dāng)代能源化學(xué)制氫技術(shù)化石燃料制氫—目前主要的制氫方法7當(dāng)代能源化學(xué)全球年產(chǎn)氫：5000億m3化石燃料制氫占96%當(dāng)代能源化學(xué)全球年產(chǎn)氫：5000億m3化石燃料制氫占96%8氫能當(dāng)代能源化學(xué)煤為原料制氫:煤的氣化氫能當(dāng)代能源化學(xué)煤為原料制氫:煤的氣化9氫能當(dāng)代能源化學(xué)煤為原料制氫

CO

+

H2O

→

CO2

+

H2氫能當(dāng)代能源化學(xué)煤為原料制氫10氫能當(dāng)代能源化學(xué)天然氣制氫：甲烷蒸氣重整

利用有機(jī)物高溫下與水的反應(yīng)，

不僅自身脫氫，同時(shí)將水中的氫

解放出來。

此法也適于生物質(zhì)制氫。氫能當(dāng)代能源化學(xué)天然氣制氫：甲烷蒸氣重整利用有機(jī)物高溫下11氫能當(dāng)代能源化學(xué)天然氣制氫：熱解碳黑CH4

→

C

+

2H2裂

解

爐CH4H2將天然氣火焰在裂解爐加熱到1400℃，關(guān)閉裂解爐使天然氣發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和碳黑。氫能當(dāng)代能源化學(xué)天然氣制氫：熱解碳黑CH4→C+2H12氫能當(dāng)代能源化學(xué)天然氣制氫：部分氧化

甲烷部分氧化制氫：2CH4+

O2

=

2CO

+

4H2

水－氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)：CO

+

H2O

=

CO2

+

H2氫能當(dāng)代能源化學(xué)天然氣制氫：部分氧化甲烷部分氧化制氫：213氫能當(dāng)代能源化學(xué)電解水制氫

電解水制氫目前主要包括三種方法，分別是堿性水溶液電解、固

體聚合物電解質(zhì)水電解和高溫水蒸氣電解。

具有產(chǎn)品純度高、操作簡便、無污染、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。

但該法所制氫氣僅占全球氫氣總產(chǎn)量的1~4%。氫能當(dāng)代能源化學(xué)電解水制氫電解水制氫目前主要包括三種方法14電解水制氫當(dāng)代能源化學(xué)

堿性水溶液電解

2OH-

H2O

＋

?O2+2e2H2O+2e

2OH-

+

H2采用Ni或Ni合金電極，效率~75％電解水制氫當(dāng)代能源化學(xué)2H2O+2e采用Ni或Ni合金電15氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫能當(dāng)代能源化學(xué)16氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫氣的儲(chǔ)存是其應(yīng)用的前提，儲(chǔ)氫技術(shù)和材料已稱為全球關(guān)注的科技和產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)之一。

美國在全部氫能技術(shù)研究中，有50%的經(jīng)費(fèi)用于儲(chǔ)氫技術(shù)。

日本將儲(chǔ)氫材料的研究列入1993~2020年的“新陽光計(jì)劃”。

我國也將儲(chǔ)氫材料及應(yīng)用工程技術(shù)的研究列入“九五”“十五”

“863”

“973”規(guī)劃，其中以浙江大學(xué)、南開大學(xué)、有色金屬研究總院等研究院所在該領(lǐng)域的研究較為突出，取得了可喜的成果。氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫氣的儲(chǔ)存是其應(yīng)用的前提，儲(chǔ)氫技術(shù)和材料已17

氫能當(dāng)代能源化學(xué)

無機(jī)化合物儲(chǔ)氫方法化學(xué)方法物理方法

有機(jī)液體

金屬氫化物

液氫

高壓氫氣金屬-有機(jī)骨架材料

活性炭

新型碳材料 氫能儲(chǔ)氫化學(xué)方法 有機(jī)液體18氫能當(dāng)代能源化學(xué)化學(xué)方法：無機(jī)化合物氫能當(dāng)代能源化學(xué)化學(xué)方法：無機(jī)化合物19氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫機(jī)制：利用某些無機(jī)化合物能和氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)可以儲(chǔ)氫，然后在一定條件下又可分解釋放出氫氣。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：原料易得、儲(chǔ)存方便、安全性好。缺點(diǎn)：儲(chǔ)氫量較小，催化劑價(jià)格較高。氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫機(jī)制：利用某些無機(jī)化合物能和氫氣發(fā)生化20氫能當(dāng)代能源化學(xué)以活性炭作載體，在Pd或PdO的催化作用下，以KHCO3或NaHCO3作為儲(chǔ)氫劑，其儲(chǔ)氫量約為2

wt%氫能當(dāng)代能源化學(xué)以活性炭作載體，在Pd或PdO的催化作用21氫能當(dāng)代能源化學(xué)化學(xué)方法：有機(jī)液體氫能當(dāng)代能源化學(xué)化學(xué)方法：有機(jī)液體22氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫機(jī)制：借助儲(chǔ)氫載體（如苯和甲苯等）與氫的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，包括催化加氫反應(yīng)與催化脫氫反應(yīng)。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：儲(chǔ)氫量大、儲(chǔ)氫載體苯與甲苯可循環(huán)使用、儲(chǔ)存和運(yùn)輸安全方便。缺點(diǎn)：催化加氫與催化脫氫裝置的投資費(fèi)用大等氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫機(jī)制：借助儲(chǔ)氫載體（如苯和甲苯等）與氫23氫能當(dāng)代能源化學(xué)思考并計(jì)算：苯和甲苯的儲(chǔ)氫產(chǎn)物及其理論儲(chǔ)氫量（按儲(chǔ)氫產(chǎn)物來計(jì)算）。氫能當(dāng)代能源化學(xué)思考并計(jì)算：苯和甲苯的儲(chǔ)氫產(chǎn)物24氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫產(chǎn)物：環(huán)己烷和甲基環(huán)己烷理論儲(chǔ)氫量：7

7.1

1

wt%和6

6.1

1

wt%氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫產(chǎn)物：環(huán)己烷和甲基環(huán)己烷25氫能當(dāng)代能源化學(xué)化學(xué)方法：金屬氫化物氫能當(dāng)代能源化學(xué)化學(xué)方法：金屬氫化物26氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫機(jī)制：氫可以與許多金屬或合金反應(yīng)生成金屬氫化物，在一定條件下，氫原子易進(jìn)入金屬晶格的四面體或八面體間隙中，形成金屬氫化物，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫目的，當(dāng)金屬氫化物受熱時(shí)，又可釋放出氫氣。氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫機(jī)制：氫可以與許多金屬或合金反應(yīng)生成金27氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金：由一類吸氫元素或與氫有很強(qiáng)親和

力的元素A和另一類吸氫量小或根本不吸氫的元

素B共同組成。

A金屬容易與氫反應(yīng)，大量吸氫并放熱，形成穩(wěn)定氫化物。主要

是IA-VB族金屬，如Ti、Zr、Ca、Mg、RE（稀土金屬）等。

B金屬與氫的親和力小，如Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Al等，氫很容易在其中移動(dòng)（吸熱性金屬）。A控制儲(chǔ)氫量，是組成儲(chǔ)氫合金的關(guān)鍵元素；

B控制著吸放氫的可逆性，起調(diào)節(jié)生成熱和分解壓力的作用。氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金：由一類吸氫元素或與氫有很強(qiáng)親和28氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金的吸放氫過程：(1)

先吸收少量氫，形成含氫固溶體—MHx(α相)，合金結(jié)構(gòu)保持不變。(2)

固溶體進(jìn)一步與氫反應(yīng)，產(chǎn)生相變(結(jié)構(gòu)改變)，生成氫化物相—MHy(β相)。(3)

繼續(xù)提高氫壓，金屬中的氫含量略有增加。氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金的吸放氫過程：(1)先吸收少量29MHxMHy

氫能當(dāng)代能源化學(xué)

提高溫度，平臺(tái)壓力升高，

但有效氫容量減少

溫度低有利于吸氫，溫度高有利于放氫儲(chǔ)氫合金吸/放氫的壓力-溫度-組成曲線(P-C-T曲線)MHxMHy 氫能高有利于放氫儲(chǔ)氫合金吸/放氫的壓力-溫度-30氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金吸氫/放氫過程并不完全可逆，兩個(gè)過程形成滯后回線吸氫過程的平臺(tái)壓力總是大于放氫過程的平臺(tái)壓力儲(chǔ)氫合金吸氫/放氫過程的滯后回線氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金吸氫/放氫過程并不完全可逆，兩個(gè)過程31氫能當(dāng)代能源化學(xué)改變溫度和壓力的條件,使反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行即可實(shí)現(xiàn)吸氫或放氫氫能當(dāng)代能源化學(xué)改變溫度和壓力的條件,使反32氫能當(dāng)代能源化學(xué)溫度恒定、改變壓力：將金屬至于T1溫度，高于P1壓力的氫氣中，金屬會(huì)與氫反應(yīng)生成氫化物，即金屬吸氫如把該氫化物置于T1溫度，氫壓低于P1的氣氛中，氫化物發(fā)生分解釋放出氫氣氫能當(dāng)代能源化學(xué)溫度恒定、改變壓力：將金屬至于T1溫度，高于33氫能當(dāng)代能源化學(xué)壓力恒定、改變溫度：壓力為P2時(shí)，當(dāng)溫度高于T2時(shí)，氫化物發(fā)生分解釋放出氫氣溫度降低到T2溫度以下，金屬與氫反應(yīng)生成氫化物，形成氫化物氫能當(dāng)代能源化學(xué)壓力恒定、改變溫度：壓力為P2時(shí)，當(dāng)溫度高于34氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金的性能要求(1)

儲(chǔ)氫量大：不低于液體儲(chǔ)氫方式。(2)

吸氫與釋氫速度快：氫分子在金屬表面分解為氫原子，然后氫原子向金屬內(nèi)部擴(kuò)散，金屬氫化物的相轉(zhuǎn)變，這些步驟都直接影響吸收氫的速率和金屬氫化物的穩(wěn)定性。(3)

易活化：儲(chǔ)氫合金第一次與氫反應(yīng)成為活化處理，活化的難易直接影響儲(chǔ)氫合金的實(shí)用價(jià)值，與活化處理的溫度、氫氣壓及純度等因素有關(guān)。氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金的性能要求(1)儲(chǔ)氫量大：不低于液35氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金的性能要求(4)

分解壓適中：在室溫附近，具有適當(dāng)?shù)姆纸鈮?0.1~1MPa)，

分解壓過高，則吸氫時(shí)壓力較高，需要使用耐高壓容器；若

分解壓小于0.1MPa，則必須加熱才能釋氫，需要消耗熱量。(5)

化學(xué)穩(wěn)定性好：經(jīng)反復(fù)吸、放氫后材料性能不衰減，對(duì)氫氣中所含的雜質(zhì)（如O2、CO等）不敏感，抗中毒能力強(qiáng)；即使有衰減現(xiàn)象，經(jīng)再生處理后能恢復(fù)到原有水平，使用壽命長。(6)

儲(chǔ)存、運(yùn)輸中安全、無毒。(7)

原料廣、成本低。氫能當(dāng)代能源化學(xué)儲(chǔ)氫合金的性能要求(4)分解壓適中：在室36

氫能當(dāng)代能源化學(xué)

稀土鑭鎳系儲(chǔ)氫合金鈦鐵系

鎂系

…… 氫能儲(chǔ)氫鈦鐵系37氫能當(dāng)代能源化學(xué)稀土鑭鎳系儲(chǔ)氫合金典型代表：LaNi5

由荷蘭Philips實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)60年代研制成功

。

25

oC及0.2

MPa壓力下，LaNi5吸氫形成LaNi5H6，儲(chǔ)氫量

約為1

1.4

4

wt%

。

LaNi5+3H2＝LaNi5H6氫能當(dāng)代能源化學(xué)稀土鑭鎳系儲(chǔ)氫合金典型代表：LaNi538氫能當(dāng)代能源化學(xué)稀土鑭鎳系儲(chǔ)氫合金活化容易，儲(chǔ)氫量較大，抗雜質(zhì)氣體中毒性能好平衡壓力適中且平坦，吸放氫平衡壓差小吸放氫過程中晶胞體積變化大，價(jià)格昂貴氫能當(dāng)代能源化學(xué)稀土鑭鎳系儲(chǔ)氫合金活化容易，儲(chǔ)氫量較大，抗雜39當(dāng)代能源化學(xué)稀土鑭鎳系儲(chǔ)氫合金改變A、B組元可以改善動(dòng)力學(xué)特性，調(diào)整吸放氫溫度、平臺(tái)壓力當(dāng)代能源化學(xué)稀土鑭鎳系儲(chǔ)氫合金改變A、B組元可以40氫能當(dāng)代能源化學(xué)鈦鐵系儲(chǔ)氫合金典型代表：TiFe

1969年由美國Brookhaven國家實(shí)驗(yàn)室首先研制成功。

TiFe在室溫下與氫反應(yīng)生成TiFeH1.04（β相）和TiFeH1.95（γ相）

兩種氫化物。前者為四方晶結(jié)構(gòu)、后者為立方晶結(jié)構(gòu)。氫能當(dāng)代能源化學(xué)鈦鐵系儲(chǔ)氫合金典型代表：TiFe41氫能當(dāng)代能源化學(xué)鈦鐵系儲(chǔ)氫合金活化后，在室溫下可逆地吸收大量的氫，室溫平衡氫壓為0

0.3

3

MPa，接近實(shí)際應(yīng)用。價(jià)格便宜，資源豐富，便于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。活化困難，需要高溫高壓(450

oC,

5MPa)

)?？闺s質(zhì)氣體中毒能力差。反復(fù)吸氫后性能下降。氫能當(dāng)代能源化學(xué)鈦鐵系儲(chǔ)氫合金活化后，在室溫下可逆地吸收大量42氫能當(dāng)代能源化學(xué)為了改善TiFe合金的儲(chǔ)氫性能，研究開發(fā)了一過渡元素(M)置換部分鐵的TiFe1-xMx三元合金(其中M為Cr、Mn、Mo、Co、Ni等)。過渡元素的加入，改善了該系列合金的活化性能，氫化物的穩(wěn)定性增加，但平臺(tái)變得傾斜。TiFe

三

元

合

金

中

性

能

較

好

是

TiFe1-xMnx(X=0.1~0.3)，如右圖所示。其中TiFe0

0.8

8Mn0

0.2

2可在室溫和3.04

MPa氫壓下活化，生成TiFe0.8Mn0.2H1.95氫化物，儲(chǔ)氫量為1.9%，但其P-C-T曲線平臺(tái)傾斜度大，可通過高擴(kuò)散退火得以改善。氫能當(dāng)代能源化學(xué)為了改善TiFe合金的儲(chǔ)氫性能，研究開TiF43鎂系儲(chǔ)氫合金氫能當(dāng)代能源化學(xué)典型代表：Mg2Ni由美國Brookhaven國家實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)60年代末首次報(bào)道。儲(chǔ)氫容量高、資源豐富、價(jià)格低廉等。放氫需要在相對(duì)高的溫度下進(jìn)行(250~300

oC)

，且放氫動(dòng)力學(xué)性能較差鎂系儲(chǔ)氫合金氫能當(dāng)代能源化學(xué)典型代表：Mg2Ni由美國Bro44

氫能當(dāng)代能源化學(xué)

用于氫氣的儲(chǔ)存與運(yùn)輸

用于氫氣的分離和提純儲(chǔ)氫合金

的應(yīng)用用于合成化學(xué)中催化加氫與脫氫

氫化物熱泵用于空調(diào)和采暖

用于鎳氫電池負(fù)極材料

…… 氫能儲(chǔ)氫合金用于合成化學(xué)中催化加氫與脫氫45氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫氣的分離和提純化工、冶金等行業(yè)均有大量含氫廢氣排空浪費(fèi)，若

能加以回收，即可為相關(guān)行業(yè)提供廉價(jià)的氫氣，也

是一巨大的能源補(bǔ)充。以合成氨工業(yè)為例：其放空廢氣的成分(體積百分?jǐn)?shù)，

%)大致為H250%~60%、N220%、CH410%、Ar2%、

NH32%等，當(dāng)該廢氣流過裝有儲(chǔ)氫材料（如LaNi5、

MmNi5）的分離床時(shí)，氫被儲(chǔ)氫材料吸收，形成金

屬氫化物，而雜質(zhì)排出；然后加熱金屬氫化物，釋

放出氫氣。氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫氣的分離和提純化工、冶金等行業(yè)均有大量含46氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫氣的分離和提純

H2與Pd形成金屬型氫

化物PdH2，PdH2鈀的

氫化物在稍高的溫度下

又分解放出H2，由于壓

差和H原子在金屬Pd中

的流動(dòng)，氫以原子形式

迅速擴(kuò)散穿過Pd–Ag

合

金而雜質(zhì)氣體則不能。氫能當(dāng)代能源化學(xué)氫氣的分離和提純47氫能當(dāng)代能源化學(xué)合成化學(xué)中催化加氫與脫氫在合成化學(xué)中，儲(chǔ)氫合金材料可用于加氫與脫氫反

應(yīng)的催化劑，反應(yīng)條件溫和，具有較高的催化活性。例：LaNi5等儲(chǔ)氫合金對(duì)CO甲烷化反應(yīng)具有較高的

催化活性，在250

oC，當(dāng)CO:H2的量比為1:3，通過

LaNi5粉末時(shí)，很快生成了CH4；另外，TiFe、

TiFe0.9Mn0.1等儲(chǔ)氫合金對(duì)甲醇脫氫反應(yīng)具有較高的

催化活性。氫能當(dāng)代能源化學(xué)合成化學(xué)中催化加氫與脫氫在合成化學(xué)中，儲(chǔ)氫48氫能當(dāng)代能源化學(xué)鎳氫電池負(fù)極材料1990年，Ni-MH電池首先在日本商業(yè)化之后，迅速在全球范圍內(nèi)得到應(yīng)用。目前大量應(yīng)用的產(chǎn)品有充電電池，電動(dòng)自行車等。氫能當(dāng)代能源化學(xué)鎳氫電池負(fù)極材料1990年，Ni-MH電池首49

NiOOH

H

2O

e

OHNi(OH)放電M

xH

2O

xe

MH

OH放電(KOH堿性水溶液)

氫能當(dāng)代能源化學(xué)

Ni-MH電池工作原理:

氫在金屬氫化物(MH)電極和Ni(OH)2電極

之間在KOH水溶液中的運(yùn)動(dòng)。簡單地說，就是在電池充放電過

程中，氫(原子)從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極的反復(fù)過程。電極反應(yīng)：e-e-負(fù)極正極正極：

2負(fù)極：

MM

MMMMNiNiNiMMMHHHHHHH+_

H2OH

_

OHH2O

OHx

充電

充電

MMMOHOHOHOHOHOH氫氧化鎳

電解質(zhì)金屬氫化物

Ni/MH電池工作原理電極總反應(yīng)：

充電

xNi(OH)2

M

xNiOOH

MH

x

放電NiOOHH2OeOHNi(50氫能當(dāng)代能源化學(xué)目前儲(chǔ)氫合金研究和開發(fā)中存在的問題：上述介紹的已實(shí)用化的儲(chǔ)氫合金，實(shí)際有效儲(chǔ)氫容量僅在1

1.4

4～1

1.8

8wt％左右，其重量儲(chǔ)能密度仍偏低。其他高容量的合金或活化困難，或吸放氫條件苛刻，或循環(huán)穩(wěn)定性差。今后儲(chǔ)氫合金研究和開發(fā)中面臨的任務(wù)：開發(fā)新型高容量的儲(chǔ)氫合金是其工程應(yīng)用的關(guān)鍵。根據(jù)未來工業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢，今后能夠?qū)嶋H應(yīng)用的金屬儲(chǔ)氫材料應(yīng)達(dá)到如下要求：在60~120

℃的溫和環(huán)境條件下，循環(huán)吸放氫最小容量5.0

wt%以上，并且兼顧經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等因素。氫能當(dāng)代能源化學(xué)目前儲(chǔ)氫合金研究和開發(fā)中存在的問題：上述介紹51氫能當(dāng)代能源化學(xué)物理方法：液氫氫能當(dāng)代能源化學(xué)物理方法：液氫52氫能當(dāng)代能源化學(xué)優(yōu)點(diǎn)：體積能量密度高。缺點(diǎn)：液化耗能大，對(duì)儲(chǔ)槽絕熱材料的要求高等。氫能當(dāng)代能源化學(xué)優(yōu)點(diǎn)：體積能量密度高。缺點(diǎn)：液化耗能大，對(duì)儲(chǔ)53氫能當(dāng)代能源化學(xué)物理方法：高壓氫氣氫能當(dāng)代能源化學(xué)物理方法：高壓氫氣54氫能當(dāng)代能源化學(xué)優(yōu)點(diǎn)：簡單、常用。缺點(diǎn)：體積能量密度低、對(duì)容器耐壓性能高、安全性差等。氫能當(dāng)代能源化學(xué)優(yōu)點(diǎn)：簡單、常用。缺點(diǎn)：體積能量密度低、對(duì)容55氫能當(dāng)代能源化學(xué)屬-物理方法：金屬-有機(jī)骨架材料氫能當(dāng)代能源化學(xué)屬-物理方法：金屬-有機(jī)骨架材料56

氫能當(dāng)代能源化學(xué)金屬離子自組裝配位

有機(jī)配體

金屬有機(jī)骨架材料(Metal-Organic

Frameworks,

MOFs)

57 氫能金屬離子自組裝配位 有機(jī)配體57氫能當(dāng)代能源化學(xué)20世紀(jì)90年代中期，第一代MOFs材料被合成出來孔徑和穩(wěn)定性受到一定限制1999年，Yaghi等人合成具有三維開放骨架結(jié)構(gòu)的MOF-5去除孔道中的客體分子后仍然保持骨架完整2002年，Yaghi科研組合成IRMOF系列材料

實(shí)現(xiàn)MOF材料從微孔到介孔的成功過渡2008年，Yaghi研究組合成出上百種ZIF系列類分子篩