[科普中國(guó)]-吸氫

吸氫是指貯氫材料與氣體氫發(fā)生反應(yīng)，通過(guò)相變形成金屬氫化物的過(guò)程。大量的氫通過(guò)這一反應(yīng)以固態(tài)的金屬氫化物形式貯存于貯氫材料中。

簡(jiǎn)介吸氫是指貯氫材料與氣體氫發(fā)生反應(yīng)，通過(guò)相變形成金屬氫化物的過(guò)程。大量的氫通過(guò)這一反應(yīng)以固態(tài)的金屬氫化物形式貯存于貯氫材料中1。

貯氫材料作為貯氫材料，其吸氫反應(yīng)能在室溫附近和不太高的氫壓下迅速進(jìn)行。大部分貯氫材料的首次吸氫非常緩慢，有時(shí)還需在一定的溫度和較高的氫壓下才能完成，稱之為活化?；罨蟮馁A氫材料能以很快的速度吸氫和放氫，例如可以在幾十秒內(nèi)吸氫至半飽和。

具體步驟吸氫可以分為三個(gè)步驟：氫分子在合金表面分解為氫原子，氫原子向內(nèi)部擴(kuò)散，形成金屬氫化物相。作為一種相變過(guò)程，吸氫過(guò)程中氫不是在貯氫材料中均勻地填充，而是先在部分部位形成氫化物相，它與非氫化物相共存，前者逐漸增加，后者逐漸減少，最終全部轉(zhuǎn)化為氫化物相，完成吸氫過(guò)程1。

特點(diǎn)用表面分凝現(xiàn)象來(lái)解釋貯氫材料優(yōu)良的吸氫動(dòng)力學(xué)特征，即在各顆粒的表面析出了新鮮的金屬原子團(tuán)，它們對(duì)氫分子的分解提供了催化活性。微量合金元素的添加有時(shí)能改善吸氫的動(dòng)力學(xué)特征。

發(fā)展現(xiàn)狀氫動(dòng)力車靠罐裝方式向燃料電池提供氫氣，氫氣與空氣反應(yīng)再產(chǎn)生電能，這在儲(chǔ)運(yùn)和充氣等方面仍有不便。而科學(xué)家的理想是把氫氣“藏”在某種氫化物中，并發(fā)現(xiàn)鋰、鈉等輕金屬和氫元素構(gòu)成的氫化物較理想。但這類輕金屬氫化物需要數(shù)百攝氏度的溫度才能吸收和釋放氫氣，而車載的理想溫度在120攝氏度以下1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)