2.2 储氢材料的介绍

通俗地讲，能以物理或化学方式保存氢气而使氢气改变状态的材料叫作储氢材料。简而言之，储氢材料是一种能够储存氢的材料。实际上，它必须是能在适当的温度、压力下大量可逆地吸收、释放氢的材料。其作用相当于储氢容器。

储氢材料的发现和应用研究始于20世纪60年代，1960年发现镁（Mg）能形成MgH2，其吸氢量高达ω（H）=7.6%，但反应速度慢；1964年，研制出Mg2Ni，其吸氢量为ω（H）=3.6%，能在室温下吸氢和放氢，250℃时放氢压力约0.1 MPa，成为最早具有应用价值的储氢材料；同年在研究稀土化合物时发现了LaNi5具有优异的吸氢特性；1974年又发现了TiFe储氢材料。LaNi5和TiFe是目前性能最好的储氢材料。

储氢材料在室温和常压条件下能迅速吸氢并反应生成氢化物，使氢以金属氢化物的形式储存起来。在需要的时候，适当加温或减小压力能使这些储存着的氢释放出来，以供使用。

储氢材料中，氢密度极高。表2.1列出几种金属氢化物中储氢量及其他氢形态中氢密度值。

表2.1 几种金属氢化物中储氢量及其他氢形态中氢密度值

从表2.1中可知，金属氢化物的氢密度与液态氢、固态氢的相当，约是氢气的1000倍。由此可见，利用金属氢化物储存氢从容积来看是极为有利的。另外，一般储氢材料中，氢分解压较低，所以用金属氢化物储氢时不必用耐高压（25～30 MPa）的钢瓶。

从氢所占的质量分数来看，其仍比液态氢、固态氢低很多，尚需克服很大困难，尤其体现在对汽车工业的应用上。当今汽车工业给环境带来恶劣的影响，因此汽车工业一直期望用以氢为能源的燃料电池驱动的环境友好型汽车来替代。对于以氢为能源的燃料电池驱动汽车来说，不仅要求储氢系统的氢密度高，而且要求氢所占储氢系统的质量分数要高（估算须达到ω（H）=6.5%）。

因此，高容量储氢系统是储氢材料研究中长期探求的目标。

综上所述，采用固态储氢的优势可归纳为：体积储氢容量高；无须高压及隔热容器；安全性好，无爆炸危险；可得到高纯氢，提高氢的附加值。