文 献 综 述

1.引言

随着人类社会经济的不断发展，能源的消耗总量也在不断增加，特别是十八世纪工业革命以后，人类社会对如煤炭、石油、天然气等化石燃料的消耗急剧增加。人类社会文明得到了快速发展的同时，由于化石燃料的大量使用，造成了环境污染和能源枯竭不可逆的严峻后果。因此，发展可持续的清洁能源的任务迫在眉睫。

由于氢能具有来源丰富、燃烧清洁、热效率高等众多优点，它不仅是极其重要的化工原料，更是解决清洁能源关键障碍的理想选择的二次能源。在清洁能源体系中使用氢能一般包括三个环节：首先是利用清洁的一次能源制取氢，然后将氢储存并输送，最后将氢用于能源输出装置。即要想真正应用氢能就需要为相应的能源转换装置提供氢气，而在大多数情况下我们是采用储氢装置来为其提供氢气的。但因为氢气的密度很低，且很容易溢出，并在具体应用环境下对储氢密度、工作温度、吸放氢速率等也有一定要求，这就给氢气的存储和运输带来了很大的困难。因此，要想真正实现氢能的大规模应用，发展安全高效的氢储存技术是重中之重。

2.储氢材料

2.1基于化学吸附机制的储氢材料

基于化学吸附机制的储氢材料有金属氢化物、配位氢化物、化学氢化物等材料。在金属氢化物中，氢以金属键与金属结合，在多数情况下，实际的金属储氢材料是金属间化合物和多元合金，所以也称为储氢合金。储氢合金一般分为与氢结合能为负的金属元素和与氢结合能为正的金属元素构成。其中Mg基储氢合金中的MgH₂理论质量储氢密度为7.6 wt%，是目前储氢合金中质量储氢密度最高的。配位氢化物是指氢与金属形成配位化合物其理论氢含量为5.5 wt%~21 wt%^[1]。但在正常情况下，配位氢化物的放氢温度都比较高，所以至今并未将其作为储氢材料考虑。化学氢化物是指通过化学反应实现放氢的含氢化合物，可以通过热解、水解等反应放氢，且具有很高的放氢量。目前，Mg(NH₂)₂-LiH体系被认为是最具使用前景的储氢体系之一^[2,3]。但是该类体系可逆性差的这一问题急需解决突破。

2.2基于物理吸附机制的储氢材料

基于物理吸附机制的储氢材料有碳纳米材料、介孔材料、金属有机框架材料等。在该类储氢材料中，氢以分子状态吸附在材料的表面，实现储氢。由于氢与材料的相互作用较弱，获得高的比表面积和氢在表面较强的吸附能力是提高该类材料储氢性能的关键因素^[4]。

3.镁基合金储氢材料