English
往期目录
新闻公告
More
化学进展 2006, Vol. 18 Issue (0203): 200-210 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

储氢研究进展*

许炜;陶占良;陈军**   

  1. 南开大学新能源材料化学研究所 天津 300071
  • 收稿日期:2005-03-26 修回日期:2005-07-01 出版日期:2006-03-24 发布日期:2006-03-24
  • 通讯作者:

    陈军

下载PDF ( 8345 ) 引用
导出

Progress of Research on Hydrogen Storage*

Wei Xu;Zhanliang Tao;Jun Chen **   

  1. Institute of New Energy Materials Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China
  • Received:2005-03-26 Revised:2005-07-01 Online:2006-03-24 Published:2006-03-24
  • Contact: Jun Chen
氢能是21世纪主要的新能源之一。作为一种新型的清洁能源，氢的廉价制取、安全高效储存与输送及规模应用是当今研究的重点课题，而氢的储存是氢能应用的关键。储氢材料能可逆地大量吸放氢，在氢的储存与输送过程中是一种重要载体。本文综述了目前所采用或正在研究的主要储氢材料与技术，如高压气态储氢、低温液态储氢、金属氢化物储氢、化学氢化物储氢、吸附储氢、金属有机骨架储氢等，比较了各种储氢的优缺点，并指出其相关发展趋势。
关键词： 储氢, 金属氢化物, 配位氢化物, 碳纳米管, 金属有机骨架
Hydrogen energy is one of the most important new energies in the 21st century. As a new type of the clean energy, low cost hydrogen-production, safe and high-efficient storage and transport, and large-scale utilization techniques have been received much attention. Hydrogen storage technology is the linchpin in hydrogen application. Hydrogen storage materials, which are important carriers during hydrogen storage and transport, can absorb and desorb hydrogen reversibly. In this paper, most used or under-research hydrogen storage materials and technologies such as high-pressure gas storage, low-temperature liquid storage, metal hydrides, chemical hydrides, adsorption/absorption of hydrogen, and metal-organic-frameworks (MOF) are reviewed. The advantages and disadvantages of vaious hydrogen storage technologies are compared. The trend of the hydrogen storage technology is also introduced.
Key words: hydrogen storage, metal hydrides, complex hydrides, carbon nanotubes, metal-organic-frameworks

中图分类号: 

()

[ 1 ] 毛宗强(Mao Z Q) , 刘志华(Liu Z H) . 电池(Battery) , 2002 ,32 (3) : 150 —152
[ 2 ] Schlapbach L , Züttel A. Nature , 2001 , 414 (6861) : 353 —358
[ 3 ] 方守狮(Fang S S) , 董远达(Dong Y D) . 自然杂志(Nature Magazine) , 2001 , 23 (5) : 259 —262
[ 4 ] http://www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/
[ 5 ] Züttel A. Materialstoday , 2003 , 6 (9) : 24 —33
[ 6 ] 武汉大学(Wuhan University) , 吉林大学(Jilin University) 等校编. 无机化学(第三版) ( Inorganic Chemistry , 3rd ed. ) . 北京: 高等教育出版社(Beijing : Higher Education Press ) ,1998. 25
[ 7 ] 刁兆玉(Diao Z Y) , 姜云生(Jiang Y S) , 孔繁岐( Kong F Q)等. 物理化学(Physical Chemistry) . 济南: 山东教育出版社(Jinan : Shandong Education Press) , 1995. 167
[ 8 ] 黄亚继( Huang J Y) , 张旭( Zhang X) . 能源工程( Energy Engineering) , 2003 , 2 : 33 —36
[ 9 ] 胡子龙(Hu Z L) . 贮氢材料(Hydrogen Storage Materials) . 北京: 化学工业出版社(Beijing : Chemical Industry Press ) ,2002. 23
[10] 雷永泉(Lei Y Q) , 万群(Wan Q) , 石永康(Shi Y K) . 新能源材料(New Energy Materials ) . 天津: 天津大学出版社(Tianjin : Tianjin University Press) , 2000 . 52 —102
[11] 陈军(Chen J ) , 袁华堂(Yuan H T) . 新能源材料(New Energy Materials) . 北京: 化学工业出版社(Beijing : Chemical Industry Press) , 2003. 51 —54
[12] 郑子樵(Zheng Z Q) , 李红英(Li H Y) . 稀土功能材料(Rare Earth Functional Materials) . 北京: 化学工业出版社(Beijing :Chemical Industy Press) , 2003. 231 —261
[13] 陈军( Chen J ) , 陶占良( Tao Z L ) . 能源化学( Energy Chemistry) . 北京: 化学工业出版社( Beijing : Chemical Industry Press) , 2004. 159
[14] Vucht J H N , Kuijpers F A , Bruning H C A M. Philips Res Rep. , 1970 , 25 : 133
[15] 殷景华(Yin J H) , 王雅珍(Wang Y Z) , 鞠刚(Ju G) . 功能材料概论( Introduction of Functional Materials) . 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社( Harbin : Harbin Institute of Technology Press) , 1999. 33
[16] Schlapbach L , Züttel A. Nature , 2001 , 414 : 353 —358
[17] 陈军( Chen J ) , 陶占良( Tao Z L ) . 能源化学( Energy Chemistry) . 北京: 化学工业出版社( Beijing : Chemical Industry Press) , 2004. 161
[18] Willems J J , Buschow KH. J . Less Comm. Met . , 1987 ,128 : 12
[19] Pebler A , Gulbransen E A. Electrochem. Technol . , 1966 , 4 :211 —215
[20] Pebler A , Gulbransen E A. Trans. Metall . Soc. AIME , 1967 ,239 : 1594 —1600
[21] Sawa H , Wakao S. Materials Transactions , 1990 , 31 (6) : 487 —492
[22] 徐艳辉(Xu Y H) , 王国元(Wang G Y) , 陈长聘(Chen C P)等. 电源技术(Chinese Journal of Power Sources) . 2002 , 26(S1) : 250 —254
[23] Kadir K, Sakai T, Uehara I. J . Alloys Comp. , 1997 , 257 (1/2) :115 —121
[24] Kadir K, Kuriyama N , Sakai T, et al . J . Alloys Comp. , 1999 ,284 (1/2) : 145 —154
[25] Kadir K, Sakai T, Uehara I. J . Alloys Comp. , 1999 , 287 (1/2) :264 —270
[26] Chen J , Takeshita H T, Tanaka H , et al . J . Alloys Comp. ,2000 , 302 (1/2) : 304 —313
[27] Pan H G, Liu Y F , Gao M X, et al . Int . J . Hydrogen Energy ,2003 , 28 (1) : 113 —117
[28] Reilly J J , Wiswall R H. J . Inorg. Chem. , 1974 , 13 : 218 —222
[29] Johnson J R , Reilly J J . Miami Int . Conf . Alternative Energy Source , 1978 , 8 : 3739
[30] Tsukahara M, Takahashi K, Mishima T, et al . J . Alloys Comp. ,1995 , 226 (1/2) : 203 —207
[31] Reilly J J , Wiswall R H. J . Inorg. Chem. , 1968 , 7 : 2254 —2256
[32] 李法兵(Li F B) , 蒋利军(Jiang L J ) , 郑强(Zheng Q) 等. 稀有金属(Chinese Journal of Rare Metals) , 2003 , 27 (6) : 823 —826
[33] Lei Y Q , Wu Y M, Yang Q M, et al . Z. Phys. Chem. , 1994 ,138 : 379 —384
[34] Huiberts J N , Grissen R. Nature , 1996 , 380 (6571) : 231 —234
[35] Frederic F , Erich C W, Michael P Z, et al . Science , 2001 , 293(5538) : 2227 —2231
[36] Chen J , Yang H B , Xia Y Y, et al . Chem. Mater. , 2002 , 14(7) : 2834 —2836
[37] Wang H , Ouyang L Z, Zeng M Q , et al . Int . J . Hydrogen Energy , 2002 , 29 (13) : 1389 —1392
[38] 申泮文( Shen P W) . 氢与氢能( Hydrogen and Hydrogen Energy) . 天津: 南开大学出版社( Tianjin : Nankai University Press) , 2000. 83
[39] Li Z P , Morigazaki N , Liu B H , et al . J . Alloy Comp. , 2003 ,349 (1/2) : 232 —236
[40] Bogdanovic′B , Felderholf M, Kaskel S , et al . Adv. Mater. ,2003 , 15 (12) : 1012 —1015
[41] Chen J , Kuriyama N , Xu Q , et al . J . Phys. Chem. B , 2001 ,105 (45) : 11214 —11220
[42] Sun D , Srinivasan S S , Kiyobayashi T, et al . J . Phys. Chem. B ,2003 , 107 (37) : 10176 —10179
[43] Steinfeld A. Int . J . Hydrogen Energy , 2002 , 27 (6) : 611 —619
[44] Seayad A M, Antonelli D M. Adv. Mater. , 2004 , 16 (9/10) :765 —777
[45] Chen P , Xiong Z T, Luo J Z, et al . Nature , 2002 , 420 (6913) :302 —304
[46] 周亚平(Zhou Y P) , 冯奎(Feng K) , 孙艳(Sun Y) 等. 化学进展(Progress in Chemistry) , 2003 , 15 (5) : 345 —350
[47] Ye Y, Ahn C C , Witham C , et al . Applied Physics Letters ,1999 , 74 (16) : 2307 —2309
[48] Liu C , Fan Y Y, Liu M, et al . Science , 1999 , 286 (5442) :1127 —1129
[49] Lee S M, An K H , Lee Y H , et al . J . Am. Chem. Soc. , 2001 ,123 (21) : 5059 —5063
[50] Yin Y F , Mays T, McEnaney B. Langmuir , 2000 , 16 ( 26) :10521 —10527
[51] Dillon A C , Jones KM, Bekkdahl TA , et al . Nature , 1997 , 386(6623) : 377 —379
[52] Darkrim F L , Malbrunot P , Tartaglia G P. Int . J . Hydrogen Energy , 2002 , 27 (2) : 193 —202
[53] 郑宏(Zheng H) , 王绍青(Wang S Q) , 成会明(Cheng H M) .中国科学B(Science in China B) , 2003 , 33 (6) : 467 —473
[54] Ma R Z, Bando Y, Zhu H W, et al . J . Am. Chem. Soc. ,2002 , 124 (26) : 7672 —7673
[55] Chen J , Li S L , Tao Z L. J . Alloys Comp. , 2003 , 356P357 :413 —417
[56] Chen J , Kuriyama N , Yuan H T, et al . J . Am. Chem. Soc. ,2001 , 123 (47) : 11813 —11814
[57] Chen J , Li SL , Tao ZL , et al . J . Am. Chem. Soc. , 2003 , 125(18) : 5284 —5285
[58] Rosi N L , Eckert J , Eddaoudi M, et al . Science , 2003 , 300 :1127 —1129
[59] 孙为银(Sun W Y) . 配位化学(Coordination Chemistry) . 北京:化学工业出版社(Beijing : Chemical Industry Press) , 2004. 163
[60] Pan L , Sander M B , Huang X Y, et al . J . Am. Chem. Soc. ,2004 , 126 (5) : 1308 —1309
[61] 李式模(Li S M) , 黄忠平(Huang Z P) , 邵皓平(Shao H P) .真空与低温(Vacuum &Cryogenics) , 1996 , 2 (3) : 149 —152
[1] 杨孟蕊, 谢雨欣, 朱敦如. 化学稳定金属有机框架的合成策略[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 683-698.
[2] 王龙, 周庆萍, 吴钊峰, 张延铭, 叶小我, 陈长鑫. 基于碳纳米管的光伏电池[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 421-432.
[3] 张巍, 谢康, 汤云灏, 秦川, 成珊, 马英. 过渡金属基MOF材料在选择性催化还原氮氧化物中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(12): 2638-2650.
[4] 李炜, 梁添贵, 林元创, 吴伟雄, 李松. 机器学习辅助高通量筛选金属有机骨架材料[J]. 化学进展, 2022, 34(12): 2619-2637.
[5] 闫保有, 李旭飞, 黄维秋, 王鑫雅, 张镇, 朱兵. 氨/醛基金属有机骨架材料合成及其在吸附分离中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(11): 2417-2431.
[6] 丁朝, 杨维结, 霍开富, Leon Shaw. LiBH4储氢热力学和动力学调控[J]. 化学进展, 2021, 33(9): 1586-1597.
[7] 吴磊, 刘利会, 陈淑芬. 基于碳基透明电极的柔性有机电致发光二极管[J]. 化学进展, 2021, 33(5): 802-817.
[8] 董秀婷, 张文, 赵颂, 刘新磊, 王宇新. 金属有机骨架材料的复合成型[J]. 化学进展, 2021, 33(12): 2173-2187.
[9] 严壮, 刘雅玲, 唐智勇. 二维导电金属有机骨架材料[J]. 化学进展, 2021, 33(1): 25-41.
[10] 顾婷婷, 顾坚, 张喻, 任华. 金属硼氢化物基固态储氢体系[J]. 化学进展, 2020, 32(5): 665-686.
[11] 姚淇露, 杜红霞, 卢章辉. 氨硼烷催化水解制氢[J]. 化学进展, 2020, 32(12): 1930-1951.
[12] 王晓晗, 刘彩霞, 宋春风, 马德刚, 李振国, 刘庆岭. 金属有机骨架材料在氨低温催化还原氮氧化物反应中的应用[J]. 化学进展, 2020, 32(12): 1917-1929.
[13] 刘景昊, 伍学谦, 吴玉锋, 俞嘉梅. 计算模拟研究金属有机骨架材料吸附分离C2、C3烃类气体[J]. 化学进展, 2020, 32(1): 133-144.
[14] 李春雪, 乔宇, 林雪, 车广波. 量子点@金属有机骨架材料的制备及在光催化降解领域的应用[J]. 化学进展, 2018, 30(9): 1308-1316.
[15] 周启峰, 江波*, 杨海波*. 可作为碳纳米管片段的共轭芳烃大环的设计合成[J]. 化学进展, 2018, 30(5): 628-638.
阅读次数
全文


摘要

储氢研究进展*