高效储氢的一维纳米炭材料研究
Investigation of one dimensional nano - structured carbon materials with high hydrogen storage capacity
项目批准号：
50032020、59672024、59902009中国科学院金属研究所 成会明、刘敏
随着传统化石能源储量锐减、环境污染日趋严重，寻找新型替代能源已势在必行。氢资源储量丰富、能量蕴含值高，更具有燃烧后不污染环境的优点，因而成为新型能源的理想候选者。氢的存储和输运是实现氢能利用的关键和难点，现有储氢技术各有优缺点，但都无法满足实用需要。具有独特孔隙结构的一维纳米炭材料（如纳米碳管、纳米炭纤维）是一种极具发展潜力的新型储氢材料。本研究提出高效储氢一维纳米炭材料的大量制备技术，并阐明其生长规律；在此基础上全面、系统地研究一维纳米炭材料的储、放氢特性与机理，为一维纳米炭材料作为储氢材料获得实际应用提供理论基础。
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●储氢纳米炭纤维和多壁纳米碳管采用改进流动催化剂法制备，其日产量可达40克，产物纯度约为70wt.%，而且直径在10-300 nm间分级可控。 ● 储氢单壁纳米碳管采用氢电弧法制备，其产量为500mg/h，产物纯度约为50 wt.%。由于加入含硫生长促进剂，所得样品的平均直径较大(1.85 nm)。根据理论预测，这种大直径单壁纳米碳管具有较高的储氢容量。 ●纳米碳管和纳米炭纤维的储氢实验在室温及100 atm的氢压力下进行，所用样品量为~500 mg。经适当预处理纳米碳管和纳米炭纤维的储氢容量可达到4wt.%以上。 |
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● 他人评价 "储氢纳米碳管研究获重大进展"被评为1999年"中国十大科技进展"第二项（两院院士评出），和1999年"中国基础科学研究十大新闻"第二项（科技部评出）。1999年11月8日，美国《Chemical & Engineering News》发表评介文章称"该研究成果更为合理和令人信服"。1999年11月发表Science上的论文已被SCI收录论文引用32次（检索至2001年3月）。 |
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● 主要研究论文
1. C. Liu, Y. Y. Fan, M. Liu, H. T. Cong, H. 2. H. M. Cheng, C. Liu, Y. Y. Fan, F. Li,
G. 3. Y. Y. Fan, B. Liao, M. Liu, Y. L. Wei, M. |
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● 申请发明专利
1. 欧盟专利：H. M. Cheng, C. Liu, H.
T. Cong, M. Liu, Y. Y. Fan, G. Su. Production of single-walled carbon nanotubes by a
hydrogen arc discharge method.
申请号：00305131.5-2111-。
2 . 刘畅，丛洪涛，成会明，一种大量制备单壁纳米炭管的氢电弧放电方法，申请号：99113022.7。
3 . 成会明，刘畅，范月英，刘敏，丛洪涛，苏革，"一种单壁纳米炭管储氢材料的制备方法"，申请号：99113021.9。
4 . 成会明，范月英，魏永良，吕曼琪，刘敏，苏革，沈祖洪，"超级储氢材料-纳米炭纤维的储氢"，申请号：99112902.4。
工程与材料科学部、国际合作局
主办
数理科学部、化学科学部 协办
