储氢材料的功能和应用

3.7.2　储氢材料的功能和应用

储氢材料在吸收过程中伴随着十分可观的热效应、机械效应、电化学效应、磁性变化和明显的表面吸附效应和催化作用，因此在氢提纯、重氢分离、空调、热泵、压缩机、氢能汽车、催化剂和镍金属氢化物电池等方面都有广阔的应用前景。

1.氢化物—镍电池

金属氢化物—镍电池是以金属氢化物电极代替镉—镍电池的镉电极而发展起来的一种高功率新型碱性二次电池。它是利用储氢材料的电化学吸附特性和电催化活性原理制作的。

氢化物—镍电池正极采用镍化合物，负极采用储氢合金，正负极和氢化物镉极浸在氢氧化钾电解质溶液中构成电池。

2.氢的储存、净化及分离

氢储存是储氢金属氢化物最基本的应用。金属氢化物储氢密度高。与其他储氢装置比较，金属氢化物储氢具有质量轻、体积小、节省能源的优点。金属氢化物储氢装置是一种金属—氢系统反应器，由于存在氢化反应的热效应，储氢装置一般为热交换器结构。

化学工业、石油炼制、化学制药和冶金工业等均有大量含氢混合尾气放空浪费，若加以回收利用，可以为有关工业部门提供大量廉价的氢气，这也是一项很可观的能源补充。采用储氢合金分离的方法是当含有氢的混合气体（尾气）流过装有储氢合金的分离床时，氢被储氢合金吸收，形成金属氢化物，而杂质排出，然后加热金属氢化物，释放出氢气。

3.储氢合金氢化物热泵

把热从低温物体输送到高温物体的装置称为热泵。热泵启动时高温物体会逐渐升温，低温物体的温度逐渐降低。因此，热泵既有供热作用，又有制冷的功能。

金属氢化物不仅能储氢，也是理想的能量转换材料。储氢合金氢化物热泵是以氢气为工作介质，以储氢合金作为能量转换材料，由同温下分解压不同的两种氢化物组成热力学循环系统，以它们的平衡压差来驱动氢气流动，使两种氢化物分别处于吸氢（放热）和放氢（吸热）的状态，从而达到升温、增热或制冷的目的。

4.氢催化剂

储氢合金具有很高的活性，所以它也是加氢反应和脱氢反应的良好催化剂。储氢合金在合成化学中（如甲烷合成、氨合成、羟基加成、烯烃或炔烃的加氢反应等）是良好的催化剂。

5.氢能汽车

氢能汽车是一种完全以氢气为燃料的新型汽车。它主要有3种类型：利用储氢材料制成储氢罐后直接燃烧氢的储氢罐型；利用镍氢电池的电动型；以燃料电池为动力的燃料电池型。

6.其他方面

储氢材料在其他方面的应用包括：氢同位素分离和核反应堆中的应用；储氢材料的压力传递功能的应用；储氢材料传感器；储氢材料执行器等。