多孔介質(zhì)儲(chǔ)氣研究.pdf

1、使用清潔、可再生能源是目前世界一項(xiàng)緊迫任務(wù)，天然氣進(jìn)而氫氣被認(rèn)為是合適的選擇。氣體在機(jī)動(dòng)車(chē)上的存儲(chǔ)是解決車(chē)用氣體燃料的關(guān)鍵技術(shù)之一，而吸附被認(rèn)為是有望解決這一問(wèn)題的有效手段。近年來(lái)，對(duì)碳納米管儲(chǔ)氫的報(bào)道很多，結(jié)果卻大相徑庭。本論文測(cè)定了不同溫度下碳納米管對(duì)氫氣的系列吸附等溫線，并與活性炭上的儲(chǔ)氫量進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。本論

2、文以提高儲(chǔ)氫容量為目的進(jìn)行了多項(xiàng)嘗試，其中包括活性炭表面的酸堿改性、SBA-15負(fù)載金屬鈀等。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析探討了吸附儲(chǔ)氫的機(jī)理，指出：臨界溫度以上的物理吸附遵循單分子層吸附機(jī)制，比表面積和儲(chǔ)氣溫度是吸附量的決定因素，材料的其它特征和性質(zhì)對(duì)儲(chǔ)氫容量沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響。 以提高甲烷的有效存儲(chǔ)容量為目的，本論文研究了多孔介質(zhì)濕儲(chǔ)甲烷的方法。結(jié)果表明，預(yù)吸水的多孔介質(zhì)對(duì)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(duì)甲烷

3、的吸入量可提高63％。隨后進(jìn)行的充放氣研究表明，濕儲(chǔ)過(guò)程中的熱效應(yīng)遠(yuǎn)低于吸附天然氣溫度的波動(dòng)。對(duì)影響甲烷儲(chǔ)量的諸多因素，如溫度、載水量、填充密度、孔徑分布等進(jìn)行了考察。通過(guò)對(duì)甲烷濕儲(chǔ)機(jī)理的分析證實(shí)了水存在條件下甲烷儲(chǔ)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)氧源裝置體積的嚴(yán)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(cè)定了氧氣跨越臨界溫度的系列吸附等溫線。實(shí)驗(yàn)溫度為118～313K，壓力為0

4、～10MPa。并從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算了吸附熱。以Gibbs定義和絕對(duì)吸附量模型為基礎(chǔ)的過(guò)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(diǎn)的大溫度范圍吸附平衡數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示了對(duì)氧氣吸附存儲(chǔ)的可行性。 二氧化碳以水合物形式進(jìn)行深海填埋是解決溫室氣體過(guò)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(duì)二氧化碳的固定作用，測(cè)定了預(yù)吸水的炭材料對(duì)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(shí)驗(yàn)證實(shí)了水存在條件下CO2吸入