吸氫

簡介

吸氫是指貯氫材料與氣體氫發生反應，通過相變形成金屬氫化物的過程。大量的氫通過這一反應以固態的金屬氫化物形式貯存於貯氫材料中。

作為貯氫材料，其吸氫反應能在室溫附近和不太高的氫壓下迅速進行。大部分貯氫材料的首次吸氫非常緩慢，有時還需在一定的溫度和較高的氫壓下才能完成，稱之為活化。活化後的貯氫材料能以很快的速度吸氫和放氫，例如可以在幾十秒內吸氫至半飽和。

吸氫可以分為三個步驟：氫分子在合金表面分解為氫原子，氫原子向內部擴散，形成金屬氫化物相。作為一種相變過程，吸氫過程中氫不是在貯氫材料中均勻地填充，而是先在部分部位形成氫化物相，它與非氫化物相共存，前者逐漸增加，後者逐漸減少，最終全部轉化為氫化物相，完成吸氫過程。

用表面分凝現象來解釋貯氫材料優良的吸氫動力學特徵，即在各顆粒的表面析出了新鮮的金屬原子團，它們對氫分子的分解提供了催化活性。微量合金元素的添加有時能改善吸氫的動力學特徵。

氫動力車靠罐裝方式向燃料電池提供氫氣，氫氣與空氣反應再產生電能，這在儲運和充氣等方面仍有不便。而科學家的理想是把氫氣“藏”在某種氫化物中，並發現鋰、鈉等輕金屬和氫元素構成的氫化物較理想。但這類輕金屬氫化物需要數百攝氏度的溫度才能吸收和釋放氫氣，而車載的理想溫度在120攝氏度以下。