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2.1 储氢材料的定义
储氢材料,顾名思义是一种能够储存氢的材料,然而,至今对此命名尚未赋予确切的定义。
从广义上讲,储氢材料的重要功能是担负能量储存、转换和输送的功能,可以简单地理解为载能体或载氢体。有了这个载能体,就可以与氢携手合作,组成各种不同的载能体系,譬如,利用储氢材料的可逆反应热,可构成载热体系,完成热能的储存、转换和输送任务;当电能与化学能相互转换时,利用储氢材料储存化学能的特性,可构成载电系统,使电能可以储存和转换(图2-2)。储氢材料自然可构成载氢体系,实现氢的储存、输送、分离、精制以及氢同位素的回收,显然,载能体或载氢体才是此类材料更本质的反映。氢与储氢材料的组合,将是21世纪新能源——氢能的开发与利用的最佳搭档。
图2-2 储氢材料的载能体系
鉴于此类材料正处于开发研制的初期,很多内在规律和本质还有待深入探讨,因此,目前大多数文献仍然以材料这一带有普遍含义的称呼来概括,而且为了映射氢的反复吸储、释放的可逆性,借用银行的储存与支取的反复性之意,采用储字。本书采用储氢材料来概括此类功能材料。
从狭义上讲,储氢材料是一种在适当条件下,能够储存氢的材料,这里所谓的储存氢既可以通过吸附储存氢,也可以通过与氢发生化学反应生成化合物形式储存氢,但是它与一般的材料有明显的差异,即储氢材料必须具有高度的可逆性(可反复地进行吸储氢和释放氢的可逆过程),而且,此可逆循环的次数(称为循环寿命)必须足够多,例如循环次数超过5000次。即,储氢材料是在适当的温度和压力下能大量可逆地吸收、释放氢且可逆循环的次数足够多的材料。