2026-04-11 09:35:21
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3 其他儲氫方式 以yi上shang兩liang種zhong儲chu氫qing方fang式shi是shi主zhu流liu的de儲chu氫qing技ji術shu，以yi下xia介jie紹shao幾ji種zhong基ji於yu化hua學xue儲chu氫qing的de儲chu氫qing方fang式shi，它ta們men中zhong有you些xie在zai早zao期qi已yi經jing應ying用yong於yu車che載zai上shang，可ke是shi存cun在zai著zhe一yi定ding的de問wen題ti；還有就是一些非常有潛力的儲氫方式。 3.1儲氫合金儲氫 可逆儲氫合金儲氫的最大優勢在於高的體積儲氫密度(儲氫合金本身的體積儲氫密度甚至可達90kgH2/m3)和高度的安全性。這是由於氫在儲氫合金中以原子態方式儲存的緣故。儲氫合金氫燃料箱的主要問題是重量大，這是由於儲氫合金本身質量儲氫密度偏低[4]。 日本豐田公司於1996年首次將金屬氫化物儲氫裝置用於PEMFC電動車，該裝置外形尺寸為700×150×170 mm，長×寬×高)，使用TiMn係BCC儲氫合金100kg，儲氫量2kg，每次充氫可行駛250km (時速100km／h)。2001年初日本豐田汽車公司宣布開發成功新型燃料電池汽車“FCHV3”，該車最高時速為150km/h，行駛距離在300km以上，也采用儲氫合金供氫方式。德國Benz公司和GFE公司、美國氫能公司、加拿大巴拉德公司等也都先後研製出客車、電動鏟車、輪椅車和筆記本電腦等用PEMFC儲氫器。浙江大學已設計和試製成功1ON1、10ON1、500N1、1000N1直至30Nm3多種容量與款式的燃料電池氫燃料箱，並已廣泛試用於各種不同場合，包括汽車、摩托車、助動車、賽車、遊艇以及手提電源和備用電源等。 需解決的問題：儲氫量太低；反複衝放氫後合金易粉末化。 圖7為現代2008年在中國申請的專利，基於儲氫合金儲氫。采用兩種儲氫合金：一種儲氫量低，但其脫氫溫度低；另一種的儲氫量高，但是脫氫溫度高[5]。
日本製鋼所與日本東北大學金屬材料研究所正聯合開發采用AlH3（氫化鋁）的氫氣存儲係統。AlH3的特點是，存儲密度為10.1質量百分比，比以往的儲氫合金2～3％左右的質量存儲密度高得多。另外，體積存儲密度也達到了149g/L。
圖8 AlH3氫氣存儲係統 由於質量輕，從而可提高質量存儲密度的金屬氫化物，另外還包括LiH及MgH2等。之所以從中選擇了AlH3，是因為要釋放出氫氣，LiH需要650℃以上、MgH2需要250℃以上的高溫，而AlH3隻需80～150℃左右的較低溫度即可；另外，釋放出氫氣之後，還可從AlH3中得到可循環利用的金屬Al。但是直到不久前，AlH3的合成技術一直不成熟。此次，上述兩家單位攜手合作，通過優化液相反應的各個流程，確立了可穩定合成出平均每批次20g以上的AlH3的技術。 另外，對通過上述方法合成得來的AlH3粒子進行衝壓成型，還同時開發出了可以55％的高充填率充入小型存儲容器的技術。通過加熱該容器使AlH3釋放氫氣時，成功地釋放出了普通儲氫合金（AB5型）條件下1.8倍量的氫氣。
但是AlH3合金在實用化方麵也存在問題。一個問題是降低釋放氫氣的溫度。加熱到140℃時，AlH32分鍾左右即開始迅速釋放氫氣，而在80℃時，則必需等70分鍾左右才釋放氫氣。此外，降低成本也是問題之一。目前由於AlH3是在實驗室中製造的，製造成本高達每克數千日元。今後，必須力爭通過擴大製造規模來降低成本。 3.3 儲氫合金與高壓罐組合使用
圖9 複合儲氫罐
suiranmuqianranliaodianchichedeqingqicunchujishudezhuliushicaiyonggaoyaguan。raner，weilezengjiarongliangertigaoyali，huishiguandechengbenjiqingqibugeisheshidechengbenshangsheng。ruguosheshideshebeichengbengao，zuizhongjiangfanyingdaoqingqidejiageshang。zuoweizai35MPa壓力的條件下增加氫存儲量的新方法，日本Samtech正在開發將高壓罐與儲氫合金合而為一的複合罐。
這種複合罐是日本汽車研究所、日本重化學工業及Samtech受日本新能源及產業技術綜合開發機構（NEDO）的委托聯合開發的，它采用在高壓罐中設置儲氫合金管芯的結構。管芯中充填有粒狀儲氫合金，並安裝有配管（熱交換器），這些配管用於在釋放氫氣時通入溫水、以yi及ji為wei消xiao除chu吸xi留liu氫qing氣qi時shi產chan生sheng的de熱re量liang而er向xiang四si周zhou通tong入ru冷leng卻que水shui。其qi思si路lu是shi，使shi氫qing氣qi吸xi留liu在zai粒li狀zhuang的de儲chu氫qing合he金jin上shang，使shi高gao壓ya氫qing氣qi填tian入ru儲chu氫qing合he金jin的de縫feng隙xi中zhong。
此次開發的複合罐中的儲氫合金，采用了以往NEDO委托研究項目中開發出的V（釩）-Ta（鉭）-Cr合金。首次試製品的內容積（不含管芯）為40.8L，總重量（不含閥門）為89.6kg，氫存儲量為1.5kg（計算值），與同體積的35MPa容器的1.0kg氫存儲量相比，達到了後者的1.5倍。
在複合罐方麵，豐田也正在進行開發。該公司以往公布的性能數據顯示，采用有效氫吸留量為1.9質量百分比的Ti-Cr-Mn（錳）類儲氫合金、以35MPa的壓力向體積為180L的罐中充填氫氣時，可注入最多7.3kg的氫氣。這相當於同體積的35MPa罐的2.5倍，即使與70MPa罐相比，也相當於其1.7倍的容量。不過，在罐的重量方麵，與35MPa罐為100kg以下的重量相比，複合罐則達到420kg，重了4倍多。另外，複合罐需要大量使用昂貴的儲氫合金。這些都成為了實用化時的瓶頸。
3.4 水解放氫
3.4.1硼氫化鈉水解製氫[7]
2002年11月，大眾科技雜誌將其評選的2002年最佳創新獎頒給了戴姆勒-克萊斯勒公司最新推出的燃料電池概念車-“鈉”概念車。該車具有300英裏的續駛裏程。該車使用的燃料電池係統由加拿大巴拉德動力公司製造，氫源係統則采用千年電池公司開發的硼氫化鈉（NaBH4）水解製氫即時供氣裝置，因此稱之為“鈉”概念車。 LiH漿液與水反應會很快放出氫氣，產物可以通過電解或碳熱法循環利用。 caiyongjiachunzhongzhengfangshishikaolvdaojiaqingzhanhaiweiyouxiaojianliyudaguimoshiyonghuazhiqian，zuoweimianxianggerenshiyongderanliaodianchichederanliaoshizuiheshidexuanze。youyujiachunranliaoyuqiyouyiyangrongyiguanlibaocun，erqieduixiancundeqiyoujiazhuzhanzuoshidanggaijinhouhuokuojian，bingcaiquxiangyingjiachunfushidengcuoshi，jikezuoweijiachungongyingzhan。zaijiachunzhongzhengxingranliaodianchizhong，paichudeCO2隻有一般汽油車的1/3。 總的來看，除了傳統的氣態儲氫之外，人們還對於固態儲氫材料進行了大量的研究，包括化學儲氫及物理吸附材料（如碳基的材料、MOFs等）儲氫等。考慮到車載工況的要求，選取儲氫材料一般要考慮：儲氫含量、可逆的存放氫、存放氫的動力性、材料的穩定性。下圖為可以參考的一個儲氫材料遴選的流程。 [9] 楊妙梁.燃料電池車發展的艱難曆程（一）[J].汽車與配件，2003,22：25-29.
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