随着经济的快速发展,经济全球化也势引领着能源的全球化,全世界工业化更处在蒸蒸日上的阶段,能源消耗日益加剧,伴随而来的能源问题也越来越突出,我国也深陷在能源危机的漩涡当中,不仅如此,我国作为世界上最大的发展中国家,在拼命发展自己的同时对能源的消耗也是非常巨大的,导致的能源问题,环境问题可想而知。据统计,我国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长,为经济社会发展提供了重要的支撑。能源消费的快速增长,为世界能源市场创造了广阔的发展空间。中国已经成为世界能源市场不可或缺的重要组成部分,对维护全球能源安全,正在发挥着越来越重要的积极作用,但在我国能力有限,中国的贡献并不是一个长久之计。能源危机和环境危机[2]促使包括我国在内的世界各个国家都努力寻找一种洁净高效的心能源。此时氢能就快速登上历史舞台。它凭借着热值高,资源丰富,干净无污染的特点受到我们的关注。最重要的代表就是现在无处不在的电动力汽车车和混合动力汽车,随着氢能源逐渐深入人们的生活,储氢合金的到很好的发展。其实从上个世纪70年代初期德国的justi和ewe首次发现储氢合金可以采用电化学的方法可逆的吸放氢以来,储氢合金的研究就被广泛开展。其中得到最快应用的就是以AB5和AB3为代表的稀土系储氢合金,以LaNi5为代表[3]。到20 世纪60年代末期,将其应用到了金属氢化物-镍电池中,这就是后来的镍氢电池。再到后来的Ti系,Mg系储氢合金,纵观储氢合金的发展历史可以发现,作为能高效利用氢能源的储氢合金已经迅速撑起当今能源的一片天,发展速度之快之好可见一斑。86740
2发展趋势
当今能源问题包含两个最基本的问题----能源危机和环境污染。这两者促使全世界把目光转向寻求新的能源作为驱动动力,从一开始发现氢能源,到后来的电池,为之而产生的储氢合金,三者的最优结合让人们看到了能源领域的新星,储氢合金作为其中最重要的部分得到了全社会的关注和不懈研究。其中最有代表性的就是镍氢电池(MH-Ni),MH-Ni电池的飞速发展使电动车(EV)和混合动力车(HEV)(现在的电动力产品已经遍布我们的生活,如电动车)得以发展并迅速成为电动汽车市场中电池科技的选择之一,而这种高科技电池的关键材料就是储氢合金。尚文静[4]指出目前世界上一些主要的汽车公司如Ford(美国福特汽车公司)、GeneralMotors(美国通用汽车公司)、Honda(日本本田)和Toyota(日本丰田汽车公司)等都正在向市场推出MH-Ni电池驱动的电动车。日本(1990年用于镍氢电池负极材料的储氢合金由日本首度研制成功[4])的Toyota推出的世界上第一辆商品化混合电动车,就是用MH-Ni电池作备用动力的。目前,以储氢合金为负极材料的镍氢电池成为混合动力车电池市场的主流产品,已经广泛地应用在3C电子产品、电动工具、电动自行车等日常生活应用产品上。而在当代先进的储能材料(镍系列电池材料,锂系列电池材料,超级电容点出材料,燃料电池材料,新型传统电池材料)中,镍氢电池可以说是目前综合性能较好的电池,除了能满足混合动力车所要求的高能量、高功率、长寿命和足够宽的工作温度范围外,还具有许多优点。它具有内在的耐过充、过放机制,比较容易进行串并联组合。并且电池容量可大可小,由30mAh到250mAh,同时它的高低温性能较好,电子监控电池管理系统比较简单易行。论文网
贮氢合金是氢化物电池的关键材料,我国是世界稀土资源大国,开发高性能稀土贮氢电极及氢一直备受关注。未来储氢合金发展方向,除了以现有合金材料为基础,利用添加微量元素、改变合金组成比例,或改变合金结构(例如纳米化)等方式,以改进合金特性外,开发新的合金也是主要的趋势之一。随着储氢合金种类的增加和特性的不断改进,在镍氢电池以外的大型、小型燃料电池等领域,氢气储存应用范围日益扩大,将带来极大的经济效益,并有很好的发展前景。虽然在氢能源的利用上还没有达到像传统能源那样的水平,但随着全世界能源问题的日益突出,这种洁净的能源必将逐步取代传统高污染高消耗高成本资源有限的传统能源,成为世界能源领域的主导者。随着信息化时代的发展,电能消耗量越来越大,传统能源所提供的电能可能达不到要求,氢能源作为一种资源丰富的新型能源必将大显身手。当代环境问题的严重性也迫使我们更加像深入彻底的利用地球上储量最丰富的能源----氢能源。而这一切的前提就是寻求一种能够充分利用氢能源的材料---储氢材料。所以说,储氢材料的发展前景不可估量