氢脆与储氢

氢脆（Hydrogen Embrittlement）是指金属在与氢气接触时发生的变脆现象。当金属暴露于氢气环境中，特别是高压氢气、酸性或碱性溶液中，金属表面的氢原子会渗透到金属晶界或晶格内部。这些氢原子会与金属晶界或晶格结构发生相互作用，导致金属材料的脆化。

氢脆是一种严重的材料损害现象，它会导致金属材料的强度和韧性显著降低，使其变得容易断裂。这种现象对于许多工业领域都具有重要的影响，特别是在制造业、航空航天、汽车制造和石油化工等领域。例如，在高强度钢、铝合金和钛合金等金属材料中，氢脆问题必须得到重视和控制，以确保材料的可靠性和安全性。

为了避免氢脆现象的发生，可以采取一些措施，例如使用抗氢脆材料、改变工艺条件、降低氢气浓度、进行材料表面处理等。此外，在设计和使用金属材料时，也需要考虑氢脆的风险，并采取相应的预防和检测措施。

目前主流的储氢途径主要包括以下几种：

压缩氢气：将氢气压缩到高压容器中进行储存。这是目前最常见和成熟的储氢方法之一。氢气可以被压缩到高压并存储在钢制或复合材料制成的储氢罐中。

液化氢气：将氢气冷却并液化，以大幅减小其体积。液态氢气通常储存在低温（-253°C）下的绝热容器中。液化氢气储存密度高，但需要特殊的设施和保持低温的条件。

化学吸附：将氢气吸附到特定的材料表面上进行储存。常用的吸附材料包括金属有机框架（MOFs）、碳纳米管和多孔材料等。吸附储氢具有较高的储氢密度和可逆性，但需要优化吸附材料的吸附/释放性能。简单来说,MOFs主要是通过物理吸附和化学吸附来储存氢气的，其一，MOFs材料可以提供很大的内部空间以及内表面，氢气的落脚点很多。其二，MOFs材料中的金属离子或者有机配体与氢气之间存在作用力，来依附氢气。

金属氢化物：通过与金属反应形成金属氢化物来储存氢气。金属氢化物可以在相对较低的压力下储存大量的氢气，并通过加热或减压释放储存的氢气。这种方法具有较高的储氢密度，但需要控制反应温度和压力。

液态有机氢载体：使用特殊的有机液体作为氢气的载体进行储存。这些有机液体能够吸收和释放氢气，并具有较高的储氢密度和可逆性。要是通过不饱和液体有机物（如甲苯、萘、乙基咔唑等）作为储氢剂与对应的饱和物（如甲基环己烷、十氢萘、十二氢乙基咔唑等）作为氢载体与氢气发生可逆的加氢和脱氢反应以实现氢气的储放。

这些储氢途径各有优势和限制，目前还没有一种储氢方式能够完全满足所有需求。不同的应用场景和需求可能需要选择适合的储氢技术。因此，研究和发展更高效、安全和可持续的储氢技术仍然是一个重要的课题。