煤質(zhì)活性炭在儲能技術(shù)中的應(yīng)用
能量的儲存是一種新型節(jié)能技術(shù)，是國內(nèi)外廣大專家學(xué)者的研究熱點之
―，其研究的主耍方法包括力學(xué)、電磁、電化學(xué)等。其中含能物質(zhì)（如氮氣、天然氣等）的有效儲存、鋰離子電池和超高電容器的儲能村料的研究，尤其受到科技工作者的高度關(guān)注。多孔炭質(zhì)材料具有的超大比表面積
吸附力的特性，賦予其優(yōu)異的儲能活性。對于優(yōu)異性能的儲能材料.具有適宜的表面積和孔隙結(jié)構(gòu)是儲能容量大小的關(guān)鍵，通過改性技術(shù)調(diào)整孔徑、孔容分布以及表面化卞^能閉，獲得具有理想構(gòu)和理化性質(zhì)的多孔炭材料，可進一步提離多孔炭材料儲能密度.同時，多孔煤質(zhì)活性炭材料具有質(zhì)輕、少量雜質(zhì)不敏感、可重復(fù)使用等優(yōu)點，其作為儲能材料已被認(rèn)為有用前景。煤質(zhì)活性炭是多孔炭的代表，具有各種各樣的形態(tài)如粉末狀、顆粒狀、纖維狀等。通過對含碳材料進行商溫和活化劑（如氧化性氣體和化學(xué)活化劑）反應(yīng)處理，從而賦予煤質(zhì)活性炭材料發(fā)達的微細孔，使得煤質(zhì)活性炭材料具有更大的比表面積和發(fā)達的孔結(jié)構(gòu)。這種材料通常作為儲能材料的優(yōu)良吸附劑'下面我們就煤質(zhì)活性炭在儲氫和電化學(xué)方面的應(yīng)用作一介紹。
煤質(zhì)活性炭的儲氫技術(shù)
1，吸附原理
吸附是物質(zhì)在相的界面上濃度發(fā)生變化的現(xiàn)象。物質(zhì)在表面層的濃度大于內(nèi)部濃度的吸附稱為正吸附，反之，表面層的濃度小于內(nèi)部濃度的吸附稱為負(fù)吸附。已被吸附的原子或分子，返回到氣相中的現(xiàn)象稱為解吸或脫附。吸附作用僅僅發(fā)生在兩相交界面上，它是—種表面現(xiàn)象?！泄腆w都具有不同程度的將周圍介質(zhì)的分子、原子或離子吸附到自己表面上的能力。固體表面之所以能夠吸附其他介質(zhì)，就是因為固體表面具有過剩的能量，即表面自由焓。吸附其他物質(zhì)是鑰向減低表面自由焓的方向進行的，它是一個自發(fā)過程，
在物理吸附過S中，吸附劑與吸附質(zhì)表面之間是范德華力。當(dāng)吸附質(zhì)和吸附劑分子的間距大于二者零位能的分子間距時，范德華力發(fā)生作用，使吸附質(zhì)分子落人吸附劑分子的淺位阱9P處，放出吸附熱，發(fā)生物理吸附。
發(fā)生化學(xué)吸附時，被吸附分子與吸附劑表面原子發(fā)生化學(xué)作用，這是生成表面絡(luò)合物的過程。 當(dāng)—個常的不作表面運動的氣體分子和固體吸附劑發(fā)生碰撞時,如果所發(fā)生的是非彈性碰撞，則氣相和固相均發(fā)生不可察覺的化.化學(xué)變化的起因足非彈性碰撞和俘獲。氣相分子向固相轉(zhuǎn)移能量，是導(dǎo)致非彈性碰撞的直接原因，而固體表面勢阱的存在是非彈性碰撞存在的先決條件.當(dāng)氣態(tài)分子與表面碰撞損失的能量超過某一個臨界值之后，分子將沒有能力爬出表面勢阱而被浮獲，被俘獲的分子就在固體表面進行一系列變化，如表面遷移、表面近構(gòu)、吸附態(tài)的轉(zhuǎn)變等，從而發(fā)生化學(xué)吸附。在化學(xué)吸?中，吸附質(zhì)和吸附劑之間產(chǎn)生離子鍵、共價鍵等化學(xué)鍵。它們比范德華力大1?2個數(shù)量級。因此，吸附質(zhì)分析必須克服淺位阱qp和深位阱9c之間的位壘￡,，也就是化學(xué)吸附的活化能，然后進入深位阱qc。此時吸附反應(yīng)將能放出較大的化學(xué)熱而產(chǎn)生化學(xué)吸附。物理吸附的特點是，吸附作用比較小，吸附熱小，可以對多層吸附質(zhì)產(chǎn)作用—化學(xué)吸附的特點，它的吸附作用強，吸附熱大，吸附具有選擇性，滯嬰克服活化能? 一般只吸附單層，吸附和解析的速度比較慢。
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