過(guò)渡金屬修飾的三維石墨烯改性儲(chǔ)氫材料及儲(chǔ)氫罐技術(shù)是北京東方紅升應(yīng)用技術(shù)研究院和北京科技大學(xué)經(jīng)過(guò)合作研究開(kāi)發(fā)出的技術(shù)。固態(tài)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫壓力低(<5MPa)、儲(chǔ)氫密度高(>50kg/m3)和氫氣純度高(>99.999%)的優(yōu)勢(shì)，是一種安全高效的儲(chǔ)氫方式。過(guò)渡金屬修飾的三維石墨烯協(xié)同提升儲(chǔ)氫材料的動(dòng)力學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性，且有利于儲(chǔ)氫罐的傳質(zhì)和傳熱性能，研究成果在全國(guó)處于領(lǐng)先水平。

　　目前具備高溫型和低溫型兩個(gè)類(lèi)型應(yīng)用產(chǎn)品：

　　高溫型：Mg系材料是高容量?jī)?chǔ)氫材料的典型代表，儲(chǔ)氫量達(dá)到7.6wt%，可在高溫條件下使用，但存在循環(huán)穩(wěn)定性差和動(dòng)力學(xué)性能不佳的問(wèn)題。在過(guò)渡金屬修飾三維石墨烯的研制基礎(chǔ)上，通過(guò)復(fù)合鎂合金，有效改善了材料的動(dòng)力學(xué)性能，三維石墨烯限制了顆粒團(tuán)聚，改善了循環(huán)性能，此外石墨烯良好的導(dǎo)熱性能也加強(qiáng)了復(fù)合材料的傳熱特性，有利于吸放氫反應(yīng)的進(jìn)行。

　　低溫型：Ti系儲(chǔ)氫材料與目前已商業(yè)應(yīng)用的稀土LaNi5固態(tài)儲(chǔ)氫材料類(lèi)似，可在常溫常壓附近吸放氫，并具有較低的成本(僅約為L(zhǎng)aNi5的三分之一)，較高的質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度1.8~2.0 wt%(相比LaNi5提升30~40%)。通過(guò)過(guò)渡金屬修飾三維石墨烯的改性，其動(dòng)力學(xué)性能循環(huán)性能和傳熱傳質(zhì)性能都得以顯著提升。

　　技術(shù)包括：鐵基納米材料修飾三維石墨的制備方法(ZL201810116859.7)，鐵基催化劑修飾三維石墨烯限域改性儲(chǔ)氫材料的方法(ZL201810116860.X)，復(fù)合材料制備儲(chǔ)氫罐的技術(shù)，以及應(yīng)用方案(補(bǔ)充這次申請(qǐng)的船和三輪車(chē)的專(zhuān)利。)

　　技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1、 三維石墨烯比片狀石墨烯具有更大的比表面積、更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和更優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能，可增加氫擴(kuò)散通道，防止儲(chǔ)氫材料顆粒的團(tuán)聚，有效改善吸放氫性能和循環(huán)穩(wěn)定性;

　　2、 在三維石墨烯片層結(jié)構(gòu)上合成納米鐵基合金、氧化物、鹵化物等不同種類(lèi)的催化劑，促進(jìn)吸放氫反應(yīng)進(jìn)行，催化劑與石墨烯共同作用可協(xié)同促進(jìn)儲(chǔ)氫性能;

　　3、 將納米鐵基催化劑修飾的三維石墨烯與儲(chǔ)氫材料的復(fù)合，無(wú)需添加導(dǎo)熱材料，直接壓制成塊用于儲(chǔ)氫罐中，有利于提高儲(chǔ)氫材料應(yīng)用過(guò)程中的傳質(zhì)和傳熱性能，提升了儲(chǔ)氫罐使用性能。