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第卷第期化工时刊
203Vol.20,No.3
2006年3月ChemicalIndustryTimesMar.3.2006
多孔吸附储氢材料研究进展

尚福亮杨海涛韩海涛
(武汉理工大学新材料复合技术国家重点实验室,湖北武汉430070)

摘要综述了氢存储研究的重要性和国内外多孔吸附储氢材料的研究工作,对碳基多孔材料、纳米管材料、多孔矿物
材料和金属有机物多孔材料在锗氢中的研究热点和存在问题进行了详细介绍,并对未来多孔吸附储氢材料的研究工
作进行了展望。
关键词氢存储纳米管沸石MOFs

DevelopmentonPorousAbsorbingMaterialsforHydrogenStorage

ShangFuliangYangHaitaoHanHaitao
(StateKeyLabofAdvancedTechnologyforMaterialsSynthesisandProcessingWuhanUniversityl
ofTechnology,HubeiWuhan430070)

AbstractTheimportanceofhydrogenstorageandthedevelopmentofporousmaterialsforhydrogenstoragearere2
viewed.Allkindsofhydrogenabsorbingmaterialsbasedonporousmaterialareintroducedindetail,includingthecarbonma2
terials,nanotubematerials,mineralmaterialsandmetal-organicframeworksmaterials.Theresearchtrendoftheporousma2
terialsforhydrogenstorageweresuggested.
KeywordshydrogenstoragenanotubezeoliteMOFs

氢能,因其具有众多优异的特性而被誉为21世
1氢的存储标准与储存现状
纪的绿色新能源。首先氢能具有很高的热值,燃烧
1kg氢气可产生1125×106kJ的热量,相当于3kg汽衡量储氢性能的标准主要有两个:体积密度
3
油或415kg焦炭完全燃烧所产生的热量;其次,氢燃(kgH2/m)和储氢质量分数。体积密度为单位体积系
烧释能后的产物是水,对环境友好无污染,是绿色清统内储存氢气的质量,储氢质量分数为系统储存氢气
洁能源;此外,氢是宇宙中最丰富的元素,来源广泛,的质量与系统质量的比值。还有其它的参数,如充、
可通过太阳能、风能、地热能等自然能分解水而产生,放氢的可逆性、充放气速率及可循环使用寿命等同样
为可再生能源,不会枯竭。当前,世界上许多国家都非常重要。
在加紧部署、实施氢能战略,迎接氢经济时代的到来,传统的氢气存储方式主要有气态和液态两种。
如美国针对规模制氢的“FutureGen”计划,日本的气态方式较为简单方便,也是目前储存压力低于17
“NewSunshine”和欧洲的“Framework”计划等[1]。氢能MPa氢气的常用方法,但体积密度较小是该方法严重
的利用关键在于氢的存储及储氢材料的开发,有关储的技术缺陷,而且气态氢在运输和使用过程中也存在
氢材料的研究主要可以概括为三大类:金属储氢材易爆炸的极大安全隐患。液态储氢方法的体积密度
料、多孔吸附储氢材料、有机液态储氢材料等.本文主(70kg/m3)高,但氢气的液化需要冷却到20K的超低
要针对当前储氢材料的研究热点和存在问题,对多孔温下才能实现,此过程消耗的能量约占所储存氢能的
吸附储氢材料的国内外研究状况进行了较为详细的25%～45%。而且液态氢使用条件苛刻,对储罐绝热
论述,并对其未来发展趋势进行展望。性能要求高,目前只限于在航天技术领域应用。利用

收稿日期:205-12-20
作者简介:尚福亮(1977～),男,博士生,研究方向:功能材料。E-mail:Feiyun8086@hotmail

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尚福亮等多孔吸附储氢材料研究进展20061Vol120,No13化工时刊

储氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的固体储分。SWNT和MWNT的共同特点是由单层或多层的
氢方式,能有效克服气、液两种储存方式的不足,而且石墨片卷曲而成,具有长径比很高的纳米级中空管。
储氢体积密度大、安全度高、运输便利。根据技术发中空管内径为017到几10nm,特别是SWNT的内径
展趋势,今后储氢研究的重点是在新型高