活性炭在吸附技術(shù)應(yīng)用于氫能源儲(chǔ)存效果
氫能源在宇航事業(yè)中的應(yīng)用已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷且其使用效果相當(dāng)顯著。從第二次世界大戰(zhàn)末徹的開(kāi)發(fā)研究，20世紀(jì)50年代航天飛機(jī)上的使用，60年代在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的成熟經(jīng)驗(yàn)，直至近年來(lái)在航天飛機(jī)和未來(lái)貌豫飛機(jī)與^航機(jī)中的推廣應(yīng)用，充分顯示出它強(qiáng)大的活力。氫位于元素周期表之首，它質(zhì)量最小，在常溫下為無(wú)色、無(wú)味的氣體，且儲(chǔ)量豐富、發(fā)熱值高、燃燒性能好、點(diǎn)燃快、燃燒產(chǎn)物無(wú)污染，被看作未來(lái)理想的潔凈能源，受到各國(guó)政府和科學(xué)家的高度重視。由于氯氣極易著火、爆炸.因此要想打效利利用氫能源.解決氫能的儲(chǔ)存和運(yùn)輸就成為開(kāi)發(fā)利用氫能的核心技術(shù)。在航天領(lǐng)域中應(yīng)用的氫，都是在高壓下液化儲(chǔ)存的'這樣不僅費(fèi)用昂貴，而且非常不安全，因此研制在較低溫度和壓力下，方便、高效地儲(chǔ)存和釋放氡能的材料是科學(xué)工作者一直追求的目標(biāo)。
氫氣的存儲(chǔ)可分為物理和化學(xué)兩種方法,物理法有液氫存儲(chǔ)、高壓氫氣存儲(chǔ)、活性炭吸附存儲(chǔ)、納米活性炭存儲(chǔ)，化學(xué)法主耍布僉;化物吸附存儲(chǔ)、無(wú)機(jī)物存儲(chǔ)等。相比而言，液化儲(chǔ)匁能粍?shì)^大，而金屬氫化物單位重量的儲(chǔ)氫能力較低，新型吸附劑如活性炭納米技術(shù)的難點(diǎn)，在于選用合通的催化劑。此外， 優(yōu)化活性炭納米的制造方法和降低成，都是尚未解決的問(wèn)題。
活性炭儲(chǔ)氫方法及技術(shù)
木材炭化獲得多孔炭或活性炭，很久以來(lái)被人們用于制藥和凈化， 著第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，出現(xiàn)了對(duì)防羝面具的黹求，活性炭的氣體分離齙力和儲(chǔ)氣能力開(kāi)始得到高度重視，最初人們采用呰通活性炭吸附儲(chǔ)氫，活性炭是經(jīng)活化的多孔、有大內(nèi)表面積和孔容積，以活性炭素為主要構(gòu)成元素的具有髙表面活性的炭?；钚蕴烤哂邢袷Яs無(wú)規(guī)則排列的微晶，在活化過(guò)程中微晶間產(chǎn)生了形狀不同、大小不一的孔隙，這些孔隙特別是小于20nm的 微孔，提供了巨大的表面積，微孔的孔隙容積一般為0.25?0.9mL g,孔隙數(shù)量約為1020個(gè)/g，全部微孔表面積約為500?1500mVg,歉孔是決定活性炭吸附性能高低的重要因素。在低溫吸附系統(tǒng)中活性炭作為吸附其優(yōu)點(diǎn)是尺寸、質(zhì)避適中，但由于活性炭的孔徑分布寬，微孔容積小，為維持氫的物理吸附要求的條件較苛刻，即使在低溫下儲(chǔ)氫也很低，不到1%， 室溫下更低。因此，活性炭作為儲(chǔ)氫材料的應(yīng)用受到限制。
后來(lái)人們采用比表而積更大，孔徑更小、更均勾的超級(jí)活性炭（比表面積約在2000m2/g以上）作為儲(chǔ)存燃料氣體的主要載體，用比表面積高達(dá)3000m2/g的超級(jí)活性炭?jī)?chǔ)在77K、 3MPa條件下可吸復(fù)5%，氫在超級(jí)活性炭上的吸附量，隨壓力升高而顯著增加，壓力越高,氫存儲(chǔ)容量越大。
氫氣在活性炭上的吸附是一種物理過(guò)程。溫度恒定時(shí)，加壓吸附'減壓脫附。從實(shí)測(cè)吸附等溫線看，脫附線與吸附線重合，沒(méi)有滯留效應(yīng)'即在給定的壓力區(qū)間內(nèi)，增壓時(shí)的吸氨量與減壓時(shí)的故氣量相等。吸氨與放氫僅僅取決于壓力的變化。儲(chǔ)氫活性炭材料主要有單壁納米碳管（SWNT)、多壁納米活性炭管（MWNT）、活性炭納米纖維（CNF)、活性炭納米石墨、高比表面積活性炭、活性活性炭纖維(ACF)和納米石墨等。目前研究的重點(diǎn)是MWNT、 CNF和高比表面積活性炭等炭材料的儲(chǔ)氫。
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