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材料化学调研报告

第一篇：材料化学调研报告新能源材料——关于储氢材料课题的调研报告课题组：伏柏达（组长）、王成、张彬、李雪菲、余春娇指导教师：罗民课题摘要：随人类社会发展进步，生活逐步现代化，也伴随着资源的大量开发与使用，这使人类面临着全地球的能源危机和环境污染问题。长期以来，地球上的主要能源煤炭、石油、天然气现已面临枯竭的境地。在能源危机警钟响起时，人们开始把注意力转移到太阳能、原子能、核能、地热能、氢能等新能源上。但是要使这些自然存在形态的能量转变为人们直接能够使用的能量，必须要把它们转化为二次能源。那么最佳的二次能源是什么呢？氢能就是一种最佳的二次能源。氢是地球上一种取之不尽的元素。用电解水法取氢就是氢元素的广阔源泉。氢的发热值高，燃烧时的发热量在所有化学燃料发热值中首屈一指，而且氢又是一个对环境无污染的元素。所以人们很自然地把注意力集中在氢能源的开发和利用上。要利用好氢能源。摆在人们面前的问题是如何把氢储存、运输和利用。关键词：氢能源、储氢材料、合金储氢材料、氢能源的可持续利用前言：调研背景：人类社会的进步与发展，生活的现代化，不乏伴随着地球上资源的开发利用，煤、天然气、石油三大化石燃料资源的日益消耗，也面临枯竭。世界各国的科学家、专家将其资深的目光投向其他新能源，而作为最优化的二次能源氢，得到了它们的青睐，渐入人们的视野。但问题也随之而来，氢能源的制备技术、贮存方式、运输方式、利用等还不够成熟，而这些技术将面临严峻的考验。试想，如若要使氢能源普及使用，就必须克服其制备、贮存与运输。于是，我们小组便对此做出了较为深入的调研。调研目的：1、探寻氢能源在其制备、贮存以及运输上等存在的种种问题。2、通过氢能源在以上方面所存在的问题，寻找合理化的方法解决诸如此类的问题，使氢能源安全、便捷、便宜的走入人们的生活。3、通过此次课题调研，培养我们的科学探索研究精神、对新材料的探索流程、知识体系的构建、团队合作意识、严谨的思维、认真细心的学习态度等。三、调研时间：2012年11月1日——2012年11月26日调研方法：1、本课题采用在有权威的化学资料库进行氢能源相关资料的搜集、分类与整理。（采集者：李雪菲、余春娇）2、整理好的资料进行PPT的精心制作。（制作者：张彬、伏柏达、王成）3、氢能源资料、PPT的审核。（审核者：伏柏达）4、课堂PPT的讲解。（主讲者：王成）5、课堂讲解评估表的评价填写。（填表者：罗民老师、10级材料班全体同学）6、课题评估表的分析及课题调研讨论。（讨论者：全体组员）7、课题调研报告的总结。（总结人：伏柏达）正文：经过组内分工，各位组员经过精心认真的调研，各自较为出色的完成任务。最终，进过小组讨论整理，于是我们得到较完善的可信度较高的资料。也发现了氢能源在制备、贮存、运输和利用上存在的种种问题。现就其具体作出如下汇报：氢能源的制备1、水电解制氢：利用水在通电的条件下分解产生H2和O2。化学方程式：2H2O→2H2↑+O2↑。该法制得的H2纯度比较高。2、副产氢气：回收的焦炉煤气中含有60%左右的氢气，石油裂解气经深冷分离也可得到纯度较高的氢气，它们是重要的工业氢源，可直接用作制氢的氢源，或经提纯后用作高纯的氢源。3、由煤制氢：先将煤或焦炭等固体在高温下与空气和水蒸气作用，生成氢煤气，用脱硫剂脱除硫化氢，在经过一系列的处理，最终可制得氢。4、由气态烃和轻油制氢：原料多为天然气，常采用蒸汽转化法和部分氧化法。（1）蒸汽转化法：在高温和镍催化剂作用下，烃类原料和水蒸气进行转化反应，生成H2、CO、和CO2。如CH4表示如下：CH4+H2O→CO+3H2；CH4+2H2O→CO2+4H2O；CO+H2O→CO2+H2。（2）部分氧化法：2CH4+O2→2CO+4H2。以上两种方法均存有缺点，原料自身存热，原料本身便可作为燃料应用，在制备成氢气而利用，从原料、利用价值等方面均不划算。氢能源的贮存在常温、常压下，氢是以气态存在。工业用的氢气多储于钢瓶里，使用不便，并有一定的危险，无法作为能源而大量、广泛地使用。以液态氢气的形式来储存氢气是解决问题的一个新思路，但是氢气的液化温度很低，达到了-253℃，实际困难太大，经济投入过大，是行不通的。为了解决这个难点，诸多科学家将苗头转向其他的储氢方式，是否，活性炭、无机化合物、有机液体氢化物、合金化合物也可以储氢呢？通过大量研究探索，终于人们发现活性炭、无机化合物、有机液体氢化物、合金化合物也可以储氢。于是学来越多的科学家、专家对储氢问题的兴趣逐渐提高。储氢材料的应用得到了迅速的发展。小组讨论，对活性炭、无机化合物、有机液体氢化物、合金化合物四种储氢材料的储氢机理、优异性作出汇报：活性炭储氢：依靠自身强大的表面吸附性，可依靠其吸附性储存大量的氢能源。如：富勒烯C60，其表面H2的