碳基和有机物储氢材料的研究进展

日益严峻的能源危机和环境污染,使得发展清洁的可再生能源成为各个国家的重要议题。氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体。氢的储存是发展氢能技术的难点之一。本文介绍了目前很受关注的两种储氢材料:碳基储氢材料和有机物储氢材料。其中碳基储氢材料主要介绍了活性炭、碳纤维、碳纳米管及碳化物的衍生物;而有机物储氢材料主要介绍了有机液体和金属有机物。同时对碳基及有机物储氢材料的研究进展进行了综述。指出了碳基储氢材料的未来研究方向,提出了金属有机多孔材料的逐步发展,是开发新型多孔材料的一个关键,也是探索新型的金属有机物储氢材料的关键。

碳基吸附储氢材料

本文综述了活性炭、活性碳纤维、碳纳米纤维和碳纳米管的结构与储氢性能。活性炭只是在低温下才 有好的吸附储氢性能,碳纳米材料吸附储氢对于工业应用还不成熟。活性碳纤维是一种可大规模生产且成本较低的微孔吸附材料,其作为储氢材料具有一定的工业前景。

二维新型碳基材料储氢性能研究进展

在化石能源发展接近于停滞以及世界各地人们对环保需求增多的背景下,发展绿色能源是符合当今世界发展的趋势。氢能作为绿色能源发展的一支,氢气的利用和制造均已达到成熟,经济高效的储存氢气是限制氢能源发展的障碍。世界各国学者对不同的碳基二维材料进行理论计算并且研究其储氢性能,大部分研究学者所使用的理论计算方法为密度泛函理论(DFT)。众多研究发现掺杂入Li原子之后二维材料的储氢性能是较为优异并且满足人们需求发展的,储氢能力能够达到10%左右。利用不同的掺杂原子修饰不同的二维材料会得到不同的理论计算结果。