多孔介質(zhì)儲氣研究.pdf

1、使用清潔、可再生能源是目前世界一項緊迫任務(wù)，天然氣進而氫氣被認為是合適的選擇。氣體在機動車上的存儲是解決車用氣體燃料的關(guān)鍵技術(shù)之一，而吸附被認為是有望解決這一問題的有效手段。近年來，對碳納米管儲氫的報道很多，結(jié)果卻大相徑庭。本論文測定了不同溫度下碳納米管對氫氣的系列吸附等溫線，并與活性炭上的儲氫量進行比較。結(jié)果表明，氫氣在碳納米管上的吸附量很小，常溫10MPa下吸附量只有0.2wt％。液氮溫度下吸附量有所增加，但還是低于DOE標準。本論

2、文以提高儲氫容量為目的進行了多項嘗試，其中包括活性炭表面的酸堿改性、SBA-15負載金屬鈀等。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析探討了吸附儲氫的機理，指出：臨界溫度以上的物理吸附遵循單分子層吸附機制，比表面積和儲氣溫度是吸附量的決定因素，材料的其它特征和性質(zhì)對儲氫容量沒有實質(zhì)性影響。 以提高甲烷的有效存儲容量為目的，本論文研究了多孔介質(zhì)濕儲甲烷的方法。結(jié)果表明，預(yù)吸水的多孔介質(zhì)對甲烷的吸入量較干燥樣品有大幅提高，以BY-1活性炭為例，其對甲烷

3、的吸入量可提高63％。隨后進行的充放氣研究表明，濕儲過程中的熱效應(yīng)遠低于吸附天然氣溫度的波動。對影響甲烷儲量的諸多因素，如溫度、載水量、填充密度、孔徑分布等進行了考察。通過對甲烷濕儲機理的分析證實了水存在條件下甲烷儲量的提高是由于微孔中甲烷水合物的生成。 考慮到氫氧燃料電池汽車發(fā)動機對氧源裝置體積的嚴格限制，本論文研究了氧氣在高比表面活性炭上的吸附特性，測定了氧氣跨越臨界溫度的系列吸附等溫線。實驗溫度為118～313K，壓力為0

4、～10MPa。并從實驗數(shù)據(jù)計算了吸附熱。以Gibbs定義和絕對吸附量模型為基礎(chǔ)的過剩吸附量等溫線模型很好地描述了氧氣在活性炭上跨越臨界點的大溫度范圍吸附平衡數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果顯示了對氧氣吸附存儲的可行性。 二氧化碳以水合物形式進行深海填埋是解決溫室氣體過量排放的有效手段之一。本文考察了水存在條件下多孔介質(zhì)對二氧化碳的固定作用，測定了預(yù)吸水的炭材料對二氧化碳的吸入等溫線，分析了二氧化碳吸入量的影響因素。實驗證實了水存在條件下CO2吸入