本書主要介紹儲氫材料的設(shè)計、表征與制備，詳細(xì)介紹了稀土儲氫合金、鎂系儲氫合金、鈦系儲氫合金以及碳儲氫材料和無機(jī)儲氫材料的制備和表征，并通過成分分析，介紹了不同合金的儲氫性能以及儲放性能。并簡要介紹了鎳氫電池、氫燃料電池以及汽車用儲氫罐的設(shè)計與制造。本書全面系統(tǒng)地闡述了先進(jìn)儲氫材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的新技術(shù)、新成果、新產(chǎn)品和新理論，且全面提供了各種儲氫材料的主要物理和化學(xué)性能，具有很強(qiáng)的先進(jìn)性、科學(xué)性和參考價值。
蔡穎，內(nèi)蒙古科技大學(xué) 稀土學(xué)院，教授，教學(xué)副院長，1984年畢業(yè)于內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)專業(yè)，1988年在華東理工大學(xué)進(jìn)修，修讀化工專業(yè)。主要從事化學(xué)與化工的教學(xué)、教學(xué)研究及相關(guān)的科學(xué)研究。主講的課程有《化工原理》、《無機(jī)化學(xué)》等，有相關(guān)的教材編寫經(jīng)歷，有相關(guān)的課題研究及研究成果。
第1章 緒論1
1.1概述1
1.2氫能4
1.2.1氫的一般性質(zhì)4
1.2.2氫的化合物6
1.3氫能的特點(diǎn)8
1.4氫氣的制備與純化11
1.4.1氫氣的制備11
1.4.2氫氣的純化23
1.5氫氣的儲存24
1.5.1氣態(tài)儲存25
1.5.2液化儲存26
1.5.3固態(tài)儲存26
1.6氫氣的運(yùn)輸27
1.6.1氣氫(GH2)輸送27
1.6.2液氫(LH2)輸送28
1.6.3固氫(SH2)輸送28
1.7氫能經(jīng)濟(jì)競爭發(fā)展態(tài)勢29
1.8氫能的應(yīng)用33
1.8.1直接燃燒33
1.8.2氫燃料電池34
1.8.3核聚變36
參考文獻(xiàn)36
閱讀資料38
第2章 儲氫材料43
2.1儲氫材料的定義44
2.2對儲氫材料的要求45
2.3儲氫材料的分類47
2.4儲氫材料的吸氫原理54
參考文獻(xiàn)55
閱讀資料57
第3章 儲氫材料的研究方法60
3.1簡介60
3.2表征60
3.2.1X射線衍射分析60
3.2.2透射電鏡分析63
3.2.3掃描電鏡分析65
3.3儲氫性能測試69
3.3.1壓力-組成-溫度(PCT)曲線69
3.3.2電化學(xué)放電容量測試74
3.3.3電化學(xué)循環(huán)壽命測試76
3.3.4高倍率放電性能測試77
3.3.5交流阻抗測試78
3.3.6動電位極化測試80
3.3.7恒電位階躍放電測試81
3.4吸/放氫反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)82
3.4.1吸/放氫反應(yīng)熱力學(xué)研究82
3.4.2吸/放氫反應(yīng)動力學(xué)研究84
參考文獻(xiàn)89
第4章 儲氫合金93
4.1金屬儲氫原理93
4.1.1離子型或類鹽型氫化物93
4.1.2金屬型氫化物94
4.1.3共價型或分子型氫化物94
4.2儲氫合金的分類95
4.2.1簡介95
4.2.2稀土系A(chǔ)B5型儲氫合金97
4.2.3AB2型laves相合金105
4.2.4Mg系儲氫合金105
4.2.5釩系固溶體合金133
4.2.6新型稀土-鎂-鎳(RE-Mg-Ni)系儲氫合金134
4.3儲氫合金的制備136
4.3.1稀土儲氫合金常用原料136
4.3.2合金的制取工藝及設(shè)備139
4.4儲氫合金的熱處理技術(shù)149
4.5稀土儲氫合金的制粉技術(shù)150
4.5.1干式球磨制粉技術(shù)150
4.5.2濕式球磨制粉技術(shù)151
4.5.3合金氫化制粉151
4.6稀土儲氫合金的表面處理152
4.6.1表面包覆金屬膜153
4.6.2儲氫合金的堿液處理154
4.6.3儲氫合金的酸處理155
4.6.4儲氫合金的氟化處理156
4.6.5表面高分子修飾處理157
4.6.6其他表面處理方法157
4.7儲氫合金粉的包裝158
4.8儲氫合金的應(yīng)用159
4.8.1鎳/金屬氫化物(Ni/MH)電池159
4.8.2氫的存儲與運(yùn)輸159
4.8.3氫的回收、分離、凈化160
4.8.4熱能系統(tǒng)及其他領(lǐng)域的應(yīng)用160
參考文獻(xiàn)161
第5章 碳質(zhì)儲氫材料166
5.1吸附理論基礎(chǔ)167
5.1.1物理吸附理論基礎(chǔ)169
5.1.2化學(xué)吸附理論基礎(chǔ)173
5.2活性炭儲氫材料173
5.2.1活性炭結(jié)構(gòu)及特性174
5.2.2活性炭制備方法178
5.2.3活性炭儲氫性能研究190
5.3活性炭纖維儲氫材料193
5.3.1活性炭纖維結(jié)構(gòu)及其特性193
5.3.2活性炭纖維制備工藝195
5.3.3活性炭纖維儲氫研究198
5.4碳納米纖維儲氫材料198
5.5C60富勒烯儲氫材料200
5.5.1C60富勒烯的結(jié)構(gòu)及特性200
5.5.2C60富勒烯的制備及分離提純201
5.5.3C60富勒烯儲氫研究204
5.6碳納米管儲氫材料205
5.6.1碳納米管的結(jié)構(gòu)及特性206
5.6.2碳納米管的制備及純化207
5.6.3碳納米管儲氫214
5.7石墨烯儲氫材料222
5.7.1石墨烯的結(jié)構(gòu)及特性222
5.7.2石墨烯的制備224
5.7.3石墨烯的儲氫研究現(xiàn)狀227
參考文獻(xiàn)227
第6章 無機(jī)化合物231
6.1輕金屬-B-H化合物儲氫231
6.1.1LiBH4的合成232
6.1.2LiBH4的結(jié)構(gòu)變化233
6.1.3LiBH4的吸/放氫反應(yīng)236
6.1.4LiBH4儲氫性能的改性研究237
6.2輕金屬-Al-H化合物儲氫239
6.2.1NaAlH4的合成239
6.2.2NaAIH4的結(jié)構(gòu)特征240
6.2.3NaAlH4的儲氫原理241
6.2.4NaAlH4的改性研究241
6.3M-N-H化合物儲氫244
6.3.1LiNH2的結(jié)構(gòu)244
6.3.2Li-N-H體系儲氫性能的研究245
6.3.3Li2Mg(NH)2的結(jié)構(gòu)246
6.3.4金屬-N-H化合物的儲氫機(jī)理247
6.3.5金屬-N-H化合物的儲氫性能調(diào)控248
6.4氨硼烷類化合物儲氫251
6.4.1NH3·BH3性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)252
6.4.2NH3·BH3熱解制氫252
6.4.3NH3·BH3水解制氫254
參考文獻(xiàn)256
第7章 有機(jī)液體儲氫材料259
7.1有機(jī)液體儲氫的原理、研究目的及尚存在的技術(shù)難題259
7.1.1原理259
7.1.2該技術(shù)的技術(shù)難題262
7.1.3目前研究的目標(biāo)262
7.2有機(jī)液體儲氫材料的特點(diǎn)262
7.3有機(jī)液體儲氫材料的種類263
7.3.1苯及環(huán)己烷263
7.3.2甲苯與甲基環(huán)己烷264
7.3.3十氫化萘265
7.3.4咔唑265
7.3.5乙基咔唑266
7.4吸/脫氫催化劑269
7.4.1吸氫催化劑269
7.4.2脫氫催化劑270
參考文獻(xiàn)272
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