010-53322951
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固態(tài)儲(chǔ)氫材料又稱固體儲(chǔ)氫材料，指以化學(xué)氫化物、金屬氫化物或納米材料作為載體，能夠吸收和釋放氫氣的材料，頭部企業(yè)在固態(tài)儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域擁有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)份額，通過(guò)不斷創(chuàng)新和拓展市場(chǎng)，為全球固態(tài)儲(chǔ)氫材料行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
稀土儲(chǔ)氫材料
代表材料：以 LaNi?為代表。
儲(chǔ)氫原理：稀土元素與氫有較強(qiáng)的親和力，在一定的溫度和壓力條件下，稀土合金中的金屬原子與氫原子結(jié)合，形成金屬氫化物，從而實(shí)現(xiàn)氫的儲(chǔ)存；當(dāng)條件改變時(shí)，金屬氫化物又會(huì)分解，釋放出氫氣。
性能特點(diǎn)：具有良好的活化性能，在相對(duì)溫和的條件下就能進(jìn)行吸氫和放氫反應(yīng)；吸放氫速度快，可在短時(shí)間內(nèi)完成氫氣的儲(chǔ)存和釋放；循環(huán)穩(wěn)定性好，經(jīng)過(guò)多次吸放氫循環(huán)后，仍能保持較好的儲(chǔ)氫性能；對(duì)氫氣的選擇性好，能在含有雜質(zhì)氣體的混合氣體中優(yōu)先吸收氫氣。
應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于氫化物 - 鎳電池，是制作鎳氫電池負(fù)極材料的關(guān)鍵成分；用于氫氣的凈化和分離，可從含氫混合氣體中高效分離出高純度氫氣；在一些小型的氫儲(chǔ)存系統(tǒng)中，如便攜式氫源、小型加氫站等也有應(yīng)用。
鎂基儲(chǔ)氫材料
代表材料：以 Mg?Ni 為代表。
儲(chǔ)氫原理：主要基于鎂與氫在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氫化鎂（MgH?）來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫，反應(yīng)是可逆的，通過(guò)改變溫度和壓力等條件可使氫化鎂分解，釋放出氫氣。
性能特點(diǎn)：具有很高的理論儲(chǔ)氫容量，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度可高達(dá) 7.6% 左右，在眾多儲(chǔ)氫材料中處于較高水平；資源豐富，鎂在地球上的儲(chǔ)量較為豐富，價(jià)格相對(duì)較低，具有大規(guī)模應(yīng)用的潛力；穩(wěn)定性較好，在一定條件下能夠穩(wěn)定地儲(chǔ)存氫氣。但也存在吸放氫溫度較高，通常需要在 250℃-350℃的高溫下才能進(jìn)行有效的吸放氫反應(yīng)；吸放氫動(dòng)力學(xué)性能較差，反應(yīng)速度較慢等缺點(diǎn)。
應(yīng)用領(lǐng)域：在一些需要高儲(chǔ)氫密度的場(chǎng)合，如航空航天領(lǐng)域，若能解決其性能問(wèn)題，有望成為理想的儲(chǔ)氫材料；可用于車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)，為氫燃料電池汽車提供氫氣儲(chǔ)存解決方案；在分布式能源系統(tǒng)中，作為氫氣儲(chǔ)存和供應(yīng)的介質(zhì)，用于儲(chǔ)存可再生能源制得的氫氣。
鈦基儲(chǔ)氫材料
代表材料
鈦基 AB 型儲(chǔ)氫合金：以 TiFe 為代表，理論儲(chǔ)氫量約 1.8%，工作溫度在室溫附近。
鈦基 AB?型 Laves 相儲(chǔ)氫合金：以 TiMn?為基礎(chǔ)，其中 TiMn?.?綜合儲(chǔ)氫性能最佳，室溫下即可活化，吸氫后生成 TiMn?.?H?.?氫化物。
鈦基 BCC 結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氫合金：如 Ti-Cr 和 Ti-Cr-X（X 為 V、Mo 等過(guò)渡金屬）等合金，首次吸氫容量可接近 4%，但常溫常壓下可逆容量低于 3%。
儲(chǔ)氫原理：鈦基合金中的鈦等金屬元素與氫原子發(fā)生相互作用，氫原子進(jìn)入合金的晶格間隙或與金屬原子形成化學(xué)鍵，從而實(shí)現(xiàn)氫的儲(chǔ)存，在一定條件下又能釋放出氫氣。
性能特點(diǎn)：具有較高的儲(chǔ)氫容量，部分鈦基儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫量相對(duì)較高；吸放氫壓力適中，不需要過(guò)高的壓力就能進(jìn)行吸放氫反應(yīng)；抗腐蝕性能較好，在一些惡劣的環(huán)境條件下仍能保持較好的穩(wěn)定性。不過(guò)，鈦鐵系儲(chǔ)氫合金存在活化困難的問(wèn)題，須加熱到 250℃以上作反復(fù)的充氫 - 抽空操作，且抗中毒能力差。
應(yīng)用領(lǐng)域：在氫的貯存凈化領(lǐng)域，可用于去除氫氣中的雜質(zhì)；在氫壓機(jī)中作為儲(chǔ)氫介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)氫氣的壓縮和儲(chǔ)存；在一些小型的燃料電池系統(tǒng)中，作為氫氣儲(chǔ)存和供應(yīng)的部件。
其他儲(chǔ)氫材料
碳質(zhì)材料
代表材料：包括活性炭、碳納米管、石墨烯等。
儲(chǔ)氫原理：主要依靠物理吸附作用，氫氣分子在碳材料的孔隙結(jié)構(gòu)或表面上吸附儲(chǔ)存。
性能特點(diǎn)：具有較高的比表面積，能夠提供大量的吸附位點(diǎn)；吸附速度較快，可在較短時(shí)間內(nèi)完成氫氣的吸附；化學(xué)穩(wěn)定性好，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但儲(chǔ)氫量相對(duì)較低，且通常需要在低溫、高壓等條件下才能實(shí)現(xiàn)較高的儲(chǔ)氫密度。
應(yīng)用領(lǐng)域：可用于小型的便攜式儲(chǔ)氫設(shè)備，如氫燃料電池筆記本電腦、手機(jī)等的儲(chǔ)氫裝置；在一些特殊的氣體分離和儲(chǔ)存場(chǎng)合，用于分離和儲(chǔ)存氫氣。
配位氫化物儲(chǔ)氫材料
代表材料：如 LiBH?、NaAlH?等。
儲(chǔ)氫原理：通過(guò)金屬離子與氫負(fù)離子形成配位鍵，以配位氫化物的形式儲(chǔ)存氫，在一定條件下配位氫化物分解釋放出氫氣。
性能特點(diǎn)：具有很高的理論儲(chǔ)氫容量，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度和體積儲(chǔ)氫密度都較高；部分配位氫化物在相對(duì)較低的溫度下就能釋放氫氣。但存在可逆性較差、放氫后難以重新加氫、合成和制備過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題。
應(yīng)用領(lǐng)域：在一些對(duì)儲(chǔ)氫密度要求極高的特定領(lǐng)域，如航空航天、軍事等有潛在的應(yīng)用前景；可作為新型儲(chǔ)氫材料進(jìn)行研究和開發(fā)，為未來(lái)的氫能應(yīng)用提供技術(shù)儲(chǔ)備。
金屬有機(jī)框架材料（MOFs）
代表材料：有多種結(jié)構(gòu)和組成的 MOFs 材料，如 ZIF-8、MOF-5 等。
儲(chǔ)氫原理：利用其豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和大量的金屬位點(diǎn)，通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附的協(xié)同作用來(lái)儲(chǔ)存氫氣。
性能特點(diǎn)：具有高度可調(diào)控的結(jié)構(gòu)和孔隙尺寸，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和合成；比表面積極高，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的氫氣吸附量；在常溫常壓下具有一定的儲(chǔ)氫能力。但目前存在穩(wěn)定性有待提高、合成成本較高等問(wèn)題。
應(yīng)用領(lǐng)域：可用于構(gòu)建智能儲(chǔ)氫系統(tǒng)，根據(jù)不同的需求實(shí)現(xiàn)氫氣的可控儲(chǔ)存和釋放；在氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸領(lǐng)域，作為新型儲(chǔ)氫材料進(jìn)行探索和研究，有望應(yīng)用于未來(lái)的氫能基礎(chǔ)設(shè)施。
圖：產(chǎn)品分類及頭部企業(yè)
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類型 |
簡(jiǎn)介 |
主要生產(chǎn)商 |
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稀土儲(chǔ)氫材料 |
稀土儲(chǔ)氫材料是指以稀土元素為主要成分的儲(chǔ)氫材料，具有較高的儲(chǔ)氫容量和較低的吸放氫溫度。稀土儲(chǔ)氫材料可以分為三類：顆粒狀、粉末狀和薄膜狀。其中，顆粒狀稀土儲(chǔ)氫材料主要包括稀土鎳合金和稀土鎂合金，代表性的有鑭鎳、鑭鎂和鑭鎂鎳合金。這些材料具有較高的儲(chǔ)氫容量和良好的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，但由于稀土元素資源較為有限和昂貴，限制了其廣泛應(yīng)用。 |
日本三德、江西鎢業(yè)、北方稀土、廈門鎢業(yè)、安泰創(chuàng)明 |
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鎂基儲(chǔ)氫材料 |
鎂基儲(chǔ)氫材料是以鎂為主要成分的儲(chǔ)氫材料，具有很高的理論儲(chǔ)氫容量（7.6 wt.%）。鎂基儲(chǔ)氫材料主要包括晶態(tài)鎂、鎂合金和鎂化合物等。晶態(tài)鎂由于其密度低、價(jià)格便宜和豐富的資源，是一種有潛力的儲(chǔ)氫材料。但是，晶態(tài)鎂的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能較差，需要通過(guò)改性來(lái)提高其儲(chǔ)氫性能。鎂合金和鎂化合物具有更好的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能，但其儲(chǔ)氫容量較低。 |
上海氫楓、華碩能源、鎂源動(dòng)力 |
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鈦基儲(chǔ)氫材料 |
鈦基儲(chǔ)氫材料是一類以鈦為主要成分的儲(chǔ)氫材料，具有中等的儲(chǔ)氫容量（2.0-3.0 wt.%）。鈦基儲(chǔ)氫材料主要包括鈦硒化物、鈦鎳合金和鈦鎂合金。其中，鈦硒化物是一種穩(wěn)定的儲(chǔ)氫材料，具有良好的熱穩(wěn)定性和吸放氫動(dòng)力學(xué)性能。鈦鎳合金和鈦鎂合金具有較高的儲(chǔ)氫容量和良好的動(dòng)力學(xué)性能，但其合成過(guò)程較復(fù)雜。 |
安泰創(chuàng)明、廈門鎢業(yè) |
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其他儲(chǔ)氫材料 |
非金屬元素碳的吸氫主要依靠吸附作用，碳材料可分為吸附性（活性炭、納米碳纖維）和吸附-反應(yīng)性（石墨烯、碳納米管）兩類。此外，還有金屬氫化物（如鋁和鋯基材料）、化合物儲(chǔ)氫材料（如物理吸附材料和化學(xué)吸附材料）等 |
HaloSource Inc. HRL Laboratories AB Liros HydrogeniousLOHCTechnologies |
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