贮氢金属

关于氢气的化学常识可能你已经知道了很多，可是你是否知道，氢还是一种未来的能源呢！

氢能够燃烧，是一种高热值的燃料，燃烧1公斤氢可放出34000大卡的热量，常规燃料中还没有哪一种可以与它相比呢！在燃烧过程中，氢与氧结合生成水，水对环境不会造成任何污染。所以，可以说氢是最洁净的燃料。

但是氢气密度小，1.5×10Pa下，40L钢瓶只能装约0.5KgH2。氢气熔点低，难液化，液氢存储困难，也不安全。20世纪70年代后，

贮氢金属并不是简单的吸附氢气，而是通过化学方法贮存氢气。许多金属及合金都能与氢气发生化学反应，形成氢化物。贮氢金属材料是那些具备良好的吸收和释放氢气能力的金属或合金。在一定的温度、压力条件下，贮氢金属吸氢，形成氢化物；改变条件（如升高温度或降低压力），发生逆向反应，再释放出气态氢。这个过程可以循环进行。直至贮氢金属失效。如镧镍合金（LaNi5），在室温和适当压力下可以吸收氢气，形成LaNi5H6；在一定条件下，所吸收的氢气能释放出来。

贮氢金属已具有相当广泛的应用。以贮氢金属贮存的氢为动力的氢能汽车已有实验样品，我国在1980年就研制出第一辆氢能汽车。科学家们预言，氢能将成为21世纪的重要能源

制取氢的方法很多，例如电解水，但是这要消耗大量能源。在一般情况下，用电解水法制取的氢作燃料是不合算的。于是科学家又在研究更经济的制氢方法，其中，比较引人注目的一种研制方法叫光分解法。太阳光是一种取之不尽的天然能源，利用太阳光分解海水，这大概是我们寻找无污染能源的最有希望的方法。但是，新的问题也随之出现了。除了光分解水的技术问题之外，还有一个氢的贮存问题有待解决。

一般都用一种钢制的耐高压容器——氢气瓶来贮存氢气。瓶里的氢气即使加到150个大气压，所装氢气的重量也不到气瓶重量的1/100，而且还有爆炸的危险。显然，这种贮存方法对于在工业上和生活上大量使用氢气是不合适的。

正当人们为解决氢气的贮存问题而苦苦思索之时，金属材料的最新研究成果给我们带来了希望。

科学家发现，有些金属具有捕捉氢的能力，这类金属叫做贮氢金属。它们在一定的温度和比平衡分解压高的压力下能够大量吸收氢气，一个金属原子可以与两三个乃至更多个氢原子结合，形成金属氢化物。以后，当我们把这种金属氢化物加热时，它又会发生分解而放出氢气。

从理论上讲，相当于氢气瓶重量1/3的某些金属，就能“吸收”与氢气瓶贮氢容量相当的氢气，而它的体积却不到氢气瓶体积的1/10。

具有贮氢能力的金属和合金已经发现不少，其中接近实用化的有如下几种。钛铁合金是一种比较便宜而实用的贮氢材料。它的分解压在室温附近是几个大气压。用它来取代有易爆危险和体积庞大的氢气瓶，重量可以减轻一半。镧镍合金和镁镍合金也受到人们普遍关注。特别是镁镍合金，是一种具有很好的贮氢能力且价格比较便宜的材料。氢镁结合生成二氢化镁，100公斤二氢化镁所含的氢可供汽车行驶数百公里的路程。不足之处是，它的放氢温度比较高，氢气释放速度比较慢。

贮氢的办法找到了，氢作为燃料的应用也会更加广泛。用氢作为高速飞机的燃料时，可以大大提高飞机的有效载荷、航速和航程。若用氢代替汽油作燃料，可以在各种内燃机中使用，而且不需要对内燃机作多大改动即可，甚至还能提高效率40%呢！