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第1章 引言 1

1.1概述 1

1.2氢的基本性质 2

1.3氢能与氢的储存 3

1.3.1清洁能源系统 3

1.3.2氢能 5

1.3.3氢的储存 8

1.4储氢材料 12

1.4.1储氢材料发展概况 12

1.4.2基于化学吸附机制的储氢材料 14

1.4.3基于物理吸附机制的储氢材料 18

1.4.4复合储氢材料 21

1.4.5不可逆储氢材料 22

1.5总结与展望 22

参考文献 24

第2章 储氢材料的制备与表征 28

2.1概述 28

2.2储氢材料的制备方法 29

2.2.1熔炼法 29

2.2.2电弧蒸发法 34

2.2.3球磨法 38

2.2.4气相反应法 41

2.2.5固相反应法 47

2.2.6溶液反应法 51

2.2.7氢化燃烧合成＋机械球磨法 54

2.2.8其他方法 56

2.3储氢材料的结构与性能表征 60

2.3.1晶体结构与微观形态的表征 60

2.3.2储氢材料的热力学性能表征 75

2.3.3储氢材料的动力学性能表征 81

2.3.4储氢材料的其他性能表征方法 85

2.4总结与展望 95

参考文献 96

第3章 镁基合金储氢材料 101

3.1概述 101

3.2主要的Mg基储氢合金体系及其储氢特性 102

3.2.1 Mg- H系 102

3.2.2 Mg-TM-H系 104

3.2.3 Mg-RE-H系 109

3.2.4 Mg-TM-RE-H系 113

3.2.5其他Mg基体系 118

3.3 Mg基储氢合金的热力学与动力学调控 121

3.3.1合金化 121

3.3.2纳米化 124

3.3.3催化 129

3.3.4多相复合 135

3.3.5改变反应路径 140

3.4 Mg基储氢电极合金 143

3.4.1 Mg-Ni储氢电极合金 144

3.4.2 RE-Mg-Ni系储氢电极合金 146

3.5总结与展望 149

参考文献 149

第4章 配位氢化物储氢材料 162

4.1概述 162

4.2配位氢化物的分类 162

4.3铝氢化物储氢材料 163

4.3.1铝氢化物的制备与合成 163

4.3.2铝氢化物的物化性质与晶体结构 165

4.3.3铝氢化物的吸/放氢特性 168

4.3.4铝氢化物储氢性能的调制 175

4.4硼氢化物储氢材料 203

4.4.1硼氢化物的制备与合成 204

4.4.2硼氢化物的物化性质和晶体结构 205

4.4.3硼氢化物的吸/放氢特性 212

4.4.4硼氢化物储氢性能的调制 216

4.5总结与展望 228

参考文献 229

第5章 金属-N-H体系储氢材料 245

5.1概述 245

5.2金属-N-H体系储氢材料的基本性质与储氢机理 246

5.2.1金属-N-H体系储氢材料的结构特征 246

5.2.2金属-N-H体系储氢材料的制备 252

5.2.3金属-N-H体系储氢材料的吸/放氢机理 254

5.3金属-N-H体系储氢材料的储氢行为 259

5.3.1二元体系 259

5.3.2三元体系 263

5.3.3多元体系 271

5.4 Li-Mg-N-H体系储氢材料的性能改善与调控 272

5.4.1成分调控的影响 272

5.4.2添加剂的影响 275

5.4.3颗粒尺寸的影响 281

5.5总结与展望 283

参考文献 283

第6章 金属有机框架与共价有机框架储氢材料 293

6.1概述 293

6.1.1 MOFs与COFs材料及在储氢应用中的发展 293

6.1.2 MOFs的合成方法 294

6.1.3 MOFs的结构与表征 296

6.2 MOFs与COFs材料的储氢原理 298

6.2.1 MOFs与COFs材料的储氢机理 298

6.2.2 MOFs与COFs储氢性能的影响因素 299

6.3 MOFs与COFs材料的储氢性能 307

6.3.1基于羧酸类配体MOFs材料的储氢性能 307

6.3.2基于多氮唑类配体MOFs材料的储氢性能 311

6.3.3混合配体MOFs材料的储氢性能 314

6.3.4 COFs材料的储氢性能 320

6.4总结与展望 325

参考文献 326

第7章 氨硼烷及其衍生物储氢材料 333

7.1氨硼烷储氢材料 333

7.1.1氨硼烷的制备和晶体结构 333

7.1.2氨硼烷热分解放氢反应机理 335

7.1.3改善氨硼烷热分解放氢性能的技术途径 337

7.1.4氨硼烷再生 346

7.2金属氨基硼烷储氢材料 349

7.2.1金属氨基硼烷的制备 349

7.2.2金属氨基硼烷晶体结构和放氢性能 350

7.2.3金属氨基硼烷的放氢反应机理和再生 361

7.3金属氨基硼烷氨合物储氢材料 362

7.3.1锂氨基硼烷氨合物 363

7.3.2钙氨基硼烷氨合物 363

7.3.3镁氨基硼烷氨合物 366

7.4总结与展望 368

参考文献 369

第8章 可控化学制氢 375

8.1概述 375

8.2硼氢化钠催化水解制氢 376

8.2.1硼氢化钠水解反应催化剂 377

8.2.2硼氢化钠催化水解反应动力学 380

8.2.3硼氢化钠催化水解反应机理 386

8.2.4硼氢化钠水解反应副产物再生技术 388

8.2.5硼氢化钠可控水解制氢系统研制 389

8.3铝/水反应可控制氢体系 392

8.3.1铝/水反应机理 392

8.3.2铝/水反应动力学的改善方法 393

8.3.3铝/水反应副产物再生 398

8.3.4铝/水反应可控制氢系统及其应用 398

8.4其他化学氢化物水解/分解制氢体系 401

8.4.1氢化镁水解制氢 401

8.4.2氨硼烷催化水解制氢 403

8.4.3水合肼催化分解制氢 406

8.4.4甲酸催化分解制氢 411

8.5总结与展望 415

参考文献 415

第9章 储氢材料的应用 428

9.1概述 428

9.2储氢材料应用 428

9.2.1二次电池中的应用 428

9.2.2高真空获得 429

9.2.3氢气压缩与氢同位素分离 430

9.2.4氢气回收与纯化 430

9.2.5相变储热 431

9.2.6催化反应 431

9.3可逆固态储氢系统类型 431

9.3.1简单圆柱形固态储氢系统 432

9.3.2外置翅片空气换热型固态储氢系统 432

9.3.3内部换热型固态储氢系统 434

9.3.4外置换热型固态储氢系统 434

9.3.5储氢材料/高压混合储氢系统 436

9.3.6轻质储氢材料固态储氢系统 437

9.4可逆固态储氢系统设计 439

9.4.1储氢系统床体传热性能的改善 439

9.4.2储氢系统性能计算模拟优化 440

9.5可逆固态储氢系统典型应用 447

9.6非可逆储氢系统及应用 450

9.6.1 NaBH4水解制氢储氢系统 450

9.6.2铝水反应制氢储氢技术 452

参考文献 453

附录一 储氢材料常用单位及换算表 457

附录二 储氢材料数据库 461

中英文对照主题词 462

索引 467