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活性炭材料储氢的研究现状

发布时间:2020-05-13点击:

能量的储存是一种新型节能技术,是国内外广大专家学者研究的热点,而活性炭储氢的研究如何,下面我们波涛活性炭厂家从以下几方面来分析一下,活性炭材料储氢的研究现状。

一、高比表面积活性炭储氢

活性炭储氢主要利用碳对氢气分子的吸附作用储氢。普通活性炭的储氢密度很低,即使在低温下也不到1% (质量分数,下同)。高性能活性炭储氢始于20世纪70年代末,是在中低温(77-273K)、中高压(1-10MPa)下利用高比表面积的活性炭作吸附剂的吸附储氢技术。与其他储氢技术相比,高性能活性炭储氢具有经济、储氢量高、解吸快、循环使用寿命长和容易实现规模化生产等优点,是一种很具潜力的储氢方法。如,用比表面积高达3000m2/g的高性能活性炭储氢,在-196℃、3MPa下储氢密度为5%,但随着温度的升高,储氢密度降低,室温、6MPa下的储氢密度仅为0.4%。

二、碳纳米纤维储氢

碳纳米纤维具有非常高的储氢相对密度,如:用流动催化法制备的碳纳米纤维(直径约100nm) 在室温下的储氢相对密度为10%。

三、碳纳米管储氢

纳米材料储氢由于纳米材料研究热潮的带动,以纳米碳材料进行储氢成为研究的热点。碳质储氢材料主要有碳纳米纤维和碳纳米管等几种,均具有优良的储氢性能。国内外对碳纳米管储氢作了大量的研究,测得在10MPa下,单壁碳纳米管的储氢相对密度为4.2%,而在-293℃、12MPa下碳纳米管的储氢相对密度为8%,在380℃、常压下碳纳米管的储氢相对密度达20.0%。

四、纳米石墨储氢

纳米石墨储氢近年来也取得了较大的进展,有人研究在1MPa氢气气氛中用机械球磨法制备的纳米石墨粉,储氢密度随球磨时间的延长而增加,当球磨80h后,氢质量分数可达7.4%,热分析(TDS)出现了两个峰,解吸温度在377-677℃。曾有人用炸药爆轰法制备了纳米石墨粉,其结构为六方结构,纳米晶平均粒度为1.86-2.61nm,比表面积为500-650m2/g,在12MPa压力条件下,储氢相对密度仅为0.33%-0.37%。

综上所述,对于目前储氢的研究对比,不管是哪类储氢技术,都不如活性炭储氢效果好,且活性炭价格低廉,性能稳定。所以,此类应用中活性炭占有较大优势。