储氢金属

一些金属化合物具有异乎寻常的储氢能力，如稀土类化合物（LaNi5）、钛系化合物（TiFe）、镁系化合物（Mg2Ni）以及钒、铌、锆等金属合金。这些化合物可以像海绵吸水一样大量吸收氢气, 并且安全可靠, 人们形象地称之为储氢金属。

研究证明，储氢金属之所以能吸氢是因为它和氢气发生了化学反应。首先氢气在其表面被催化而分解成氢原子，然后氢原子再进入金属点阵内部生成金属氢化物，这样就达到了储氢的目的。由于这个反应是一个可逆反应，M(金属，固相)+H2(气相，PH2氢压力)MHX(金属氢化物，固相)。所以，在使用时可制氢气的释放。

称得上“储氢合金”的材料就像海绵吸水那样能可逆地吸放大量氢气。一旦氢与储氢合金接触, 即能在其表面分解为H 原子, 然后H 原子扩散进入合金内部直到与合金发生反应生成金属氢化物。此时, 氢即以原子态储存在金属结晶点内(四面体与八面体间隙位置)。在一定温度和氢压条件下的这一吸、放氢反应式可以写成:

合金吸氢时放热, 放氢时吸热。

从上述的简单描述中我们可以进一步概括归纳出这种储氢技术的特点和适合的应用领域。

储氢合金对氢具有选择吸收特性, 只能吸氢而不能吸收(或极少吸收)其它气体, 这使其具备了提纯或分离氢气的功能。氢化反应后氢是以原子态(而不是分子)方式储存, 故储氢密度高, 安全性好, 适于大规模氢气储运。

储氢意义

一个单位体积的储氢金属材料, 可以吸收自身体积1300倍的氢气( 标准状态)，较好地解决了氢气的储存和运输问题。其意义十分深远，一是使占地球表面79%的浩瀚海洋有可能成为人类的动力之源。二是由于储氢金属材料储氢密度大、压力低，所以可以做成小型储氢容器直接装在某些实验设备用作氢源( 如氢原子钟)。三是利用储氢金属放氢吸热、吸氢放热的特性， 可以获得液氢温度并用以制成无振动制冷机，在军工和航天上具有重要应用。四是利用储氢金属放氢压力随温度大幅度变化的特性可以制成没有振动的压缩机。人类还可以把储氢金属用作燃料电池的电极从而制成发电装置。总之，储氢金属是一种新型功能材料, 其应用领域是十分广泛的。