氢能利用关键技术系列氢气储存和输运/氢能利用关键技术系列

第1章绪论/1

1.1氢与氢经济/1

1.2氢的物理和化学性质/3

1.2.1氢的物理性质/3

1.2.2氢的化学性质/3

1.2.3氢的安全性/5

1.3氢能的关键技术/6

1.3.1氢的制取技术/6

1.3.2氢的储存和运输技术/14

1.3.3氢的应用技术/17

1.4氢气储运的问题与发展趋势/20

参考文献/21

第2章氢气的高压储存/23

2.1氢气高压储存原理/23

2.2氢气高压储存的关键技术/24

2.2.1高压氢气的压缩方式/24

2.2.2高压氢气的储存/27

2.3氢气高压储存应用前景/32

2.3.1运输用大型高压储氢容器/32

2.3.2加氢站用大型高压储氢容器/34

2.3.3燃料电池车用高压储氢罐/34

2.4小结/35

参考文献/35

第3章氢气液化储存/36

3.1氢气液化原理/36

3.1.1几个重要的术语/36

3.1.2氢的液化方法/39

3.2氢气液化储存关键技术/40

3.2.1氢气液化技术/40

3.2.2液氢存储技术/41

3.3氢气液化储存应用前景/46

3.3.1液氢在航空领域的应用/46

3.3.2液氢在航天领域的应用/47

3.3.3液氢在汽车领域的应用/48

3.3.4液氢在其他领域的应用/50

3.4小结与展望/51

参考文献/51

第4章材料吸附储氢/52

4.1碳材料储氢/52

4.1.1活性炭吸附储氢/52

4.1.2碳纤维吸附储氢/53

4.1.3碳纳米管吸附储氢/55

4.1.4其他碳基储氢材料/57

4.2金属-有机骨架材料储氢/58

4.2.1金属-有机骨架材料的结构特点/58

4.2.2金属-有机骨架材料的储氢性能/59

4.3沸石类材料储氢/61

4.4材料物理吸附储氢应用前景/63

参考文献/63

第5章金属氢化物储氢/68

5.1概述/68

5.1.1金属氢化物储氢的概念/68

5.1.2金属氢化物储氢的热力学原理/69

5.1.3金属氢化物储氢的动力学过程/71

5.1.4金属氢化物储氢性能的评价/71

5.2金属单质储氢/73

5.2.1金属镁储氢/73

5.2.2金属钛储氢/74

5.2.3金属钒储氢/74

5.3合金储氢/75

5.3.1A2B型储氢合金/76

5.3.2AB型储氢合金/80

5.3.3AB2型储氢合金/82

5.3.4AB5型储氢合金/85

5.3.5BCC型储氢合金/88

5.3.6La-Mg-Ni系超晶格储氢合金/90

5.4金属氢化物储氢应用前景/93

参考文献/94

第6章复杂氢化物储氢/99

6.1引言/99

6.2铝氢化物储氢材料/99

6.2.1铝氢化物的合成与晶体结构/100

6.2.2铝氢化物的物化性质与吸/放氢机制/102

6.2.3催化掺杂铝氢化物/105

6.2.4纳米铝氢化物/111

6.3硼氢化物储氢材料/117

6.3.1硼氢化物的合成与晶体结构/118

6.3.2硼氢化物的物化性质和吸/放氢机制/121

6.3.3离子替代硼氢化物/122

6.3.4硼氢化物反应失稳体系/125

6.3.5纳米硼氢化物/126

6.4金属氨基化合物储氢材料/129

6.4.1金属氨基化合物的制备/130

6.4.2金属氨基化合物的典型晶体结构/131

6.4.3复合反应机理/135

6.4.4复合储氢性能/137

6.5小结与展望/144

参考文献/144

第7章储氢与产氢一体化/161

7.1NaBH4体系水解制氢/161

7.1.1NaBH4体系水解制氢原理/162

7.1.2NaBH4体系水解制氢关键技术/168

7.2Mg/MgH2水解制氢/177

7.2.1Mg/MgH2水解制氢原理/177

7.2.2Mg/MgH2水解制氢关键技术/177

7.3金属铝水解制氢/187

7.3.1金属铝水解制氢原理/187

7.3.2金属铝水解制氢关键技术/187

7.4其他化学制氢体系/194

7.5水解制氢装置/195

7.5.1NaBH4可控水解制氢装置/195

7.5.2Al-H2O可控水解制氢装置/196

7.6储氢与产氢一体化技术应用前景/197

参考文献/198

第8章氢气车船运输/206

8.1氢气车船运输方法/207

8.1.1气态氢的拖车运输/207

8.1.2液态氢的车辆运输/209

8.1.3液态氢的船舶运输/209

8.1.4液氨的运输/210

8.1.5有机液态氢化物的运输/211

8.1.6固态氢的运输/212

8.2氢气车船运输关键技术/212

8.2.1高压氢气车船运输的关键技术/212

8.2.2液态氢车船运输的关键技术/213

8.2.3液氨车船运输的关键问题/214

8.2.4有机液态氢化物车船运输的关键问题/215

8.3小结与展望/216

参考文献/218

第9章氢气管网输送/220

9.1氢气管网输送方法/220

9.1.1纯氢气的管网输送/220

9.1.2氢-天然气混合气的管网输送/222

9.2氢气管网输送关键技术/223

9.2.1输氢用钢制管道和氢脆/224

9.2.2氢气的泄漏和全程监测/231

9.2.3氢气压缩/233

9.3氢气管网输送的经济性/234

9.4小结与展望/234

参考文献/234

第10章氢气储运测评方法/237

10.1氢气纯度的检测方法/237

10.1.1低纯度氢气（纯度小于99.99%）的分析方法/237

10.1.2高纯度氢气（纯度高于99.99%）的分析方法/238

10.2材料吸放氢性能检测/240

10.2.1体积法/240

10.2.2热脱附谱/241

10.2.3热重法/241

10.2.4电化学法/241

10.3氢气中颗粒物的检测法/241

10.3.1重量法/242

10.3.2β射线吸收法/242

10.3.3微量振荡天平法/242

10.3.4光散射法/242

10.4氢气瓶检测/242

10.4.1铝内胆的检测方法/243

10.4.2气瓶的检测方法/243

10.5氢气输送管道检测/245

10.5.1金属材料与氢环境相容性试验方法/245

10.5.2金属材料氢脆敏感度试验方法/246

10.6相关的其他检测/247

10.6.1氢气泄漏检测的方法/247

10.6.2氢燃料电池车中氢系统的安全监控/247

10.7小结与展望/248

参考文献/248

第11章氢的典型应用案例/250

11.1燃料电池车辆/250

11.1.1燃料电池乘用车/250

11.1.2燃料电池城市客车/252

11.1.3燃料电池叉车/253

11.2固定式燃料电池发电/254

11.2.1移动通信基站用燃料电池发电/254

11.2.2家庭用燃料电池发电/255

11.2.3其他用途固定式燃料电池发电/257

11.3移动式燃料电池电源/257

11.3.1基于水解制氢的燃料电池充电宝/257

11.3.2基于可逆气固储氢的燃料电池充电宝/258

11.4电解水储能/259

11.5氢内燃机/261

11.6燃料电池电动船舶/264

11.6.1潜艇/264

11.6.2民用燃料电池船舶/266

11.7加氢站/267

11.7.1加氢站的工艺流程/267

11.7.2加氢站的建设数量及规划/268

11.7.3加氢站建设的技术路线/269

11.7.4小结与展望/271

11.8金属氢化物氢压缩机/272

11.8.1金属氢化物氢压缩机的工作原理/272

11.8.2金属氢化物氢压缩机的主要特点/272

11.8.3金属氢化物氢压缩机的关键技术/272

11.8.4金属氢化物氢压缩机技术的典型案例/273

11.9氢气的纯化/274

11.9.1低温吸附法/275

11.9.2低温吸收法/275

11.9.3深冷分离法/275

11.9.4变压吸附法/276

11.9.5膜分离法/277

11.9.6金属氢化物分离法/277

11.9.7水合物分离法/278

11.9.8氢气纯化与分离技术的发展趋势/279

11.10小结与展望/279

参考文献/280

附录/283

附录Ⅰ氢气及部分氢化物的物化参数/283

附录Ⅱ一些氢化物的物化参数/284

附录Ⅲ一些储氢材料的物化特性参数和吸放氢性能/285

附录Ⅳ氢气储运相关标准列表/287

附录Ⅴ国内从事氢气储运研发的部分相关机构/287

附录Ⅵ国内从事氢气储运的部分相关企业/288

参考文献/289