密度与比密度的相关性

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：图5-2 氢的存储密度图5-2和图5-3的物理储氢形式并未考虑储氢容器的质量。对大多数金属氢化物来说，低压下吸氢过程和放氢过程的效率较高。注意图中2010—2015年中期目标阶段，只包括了一个“传统”的金属氢化物；而在2015之后，只有硼化物、铝氧化物和其他复合氢化物才会得到美国能源部专家们的肯定。图5-4 不同储氢材料的体积能量密度和质量能量密度图5-4 不同储氢材料的体积能量密度和质量能量密度

图5-2给出了三种主要压缩储氢形式的体积和质量：物理和分子态（即高压气态氢或低温液态氢），以金属氢化物形式储存的固态或“原子态”（化学态），或者吸附于其他材料（分子态）。

图5-2 氢的存储密度（来源：A.Zuettel and L.Schlapbach，CNRS Grenoble）

图5-2和图5-3的物理储氢形式（在压力或低温下）并未考虑储氢容器的质量。但在实际应用中，这些参数十分重要，将在每种储存模式的对应章节中加以讨论。

图5-3 不同储氢形式的性能对比

㊀ 1bar=l0⁵Pa，后同。

图5-3给出了不同储氢形式的优点与不足。对大多数金属氢化物来说，低压下吸氢过程和放氢过程的效率较高。放氢的化学反应是一个吸热过程，但这被认为是一种安全的特性（比如在发生氢泄漏的时候）。

图5-4的数据来源于美国能源局，但只给出了材料自身的储氢能力，并未考虑容器质量，也未考虑诸如硼化物这些复合物产氢时所必需的水的质量。注意图中2010—2015年中期目标阶段，只包括了一个“传统”的金属氢化物；而在2015之后，只有硼化物、铝氧化物和其他复合氢化物才会得到美国能源部专家们的肯定。化学的或者物理的风险并未包括其中，也没有给出（开采和生产）成本的参考，更没有列出相关元素的自然资源保有量情况说明。因此，很难直接使用图中的数据作为实际应用和制定近期目标的依据。所以，该图的作用仅限于用来比较不同材料的储氢能力。

图5-4 不同储氢材料的体积能量密度和质量能量密度（来源：美国能源部）

密度与比密度的相关性

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