生物高分子材料

根据上述原理，通常可用降低温度促使金属氢化物的生成，再用加热便氢化物析氢储存并使用氢能。

理论上只要能有上述可逆反应的金属或合金者可作储氢材料，但在实用上，该类材料必须满足下列要求:(1)材料活性大，吸附氢量大并易于获得，价格低廉;

(2)材料用于吸附氢时，标准生成熔要小，用来储热时 要大;

(3)材料吸氢-解析的速率要大;氢的平衡压差要小;

(4)在使用过程中，材料破碎和粉化率低，力学性能不能有明显的降低。

目前的正在研究或接近实用的储氢材料有:Mg2Cu、TiFe、TiMn、TiCr2、LaNi5、ZrMn2和含稀土金属(La、Ce)的Ni、Zr、Al或Cr-Mn组成的多元合金。最近研制的Re –Nb-Zr-Al四元储氢合金，几乎可完全满足上述条件且不受氢气纯度的影响。

储氢材料既可作为氢的输送介质，还有一系列其它的用途，如作能量转换介质，分离氢，精制和分离氢的同位素，催化剂和敏感元件等。下面举出几个典型的应用实例。

利用储氢材料在吸(放)氢时放(吸)热的特点，可制储藏能源的冷暖设备-化学热源泵，它热损失小并可由回收废热变成品质较高的热。化学热泵由两种不同的储氢材料制成的储气罐，以带开关的阀门相连。开启阀门时低温形成氢化物的高压罐A将释放氢，并为高温形成氢化物的低压罐B吸收而放出大量的热，可供取暖之用。B罐则可用廉价的热能加热，使释放的氢为A罐吸收、储存。加热B罐的热能，可以是夜间用电低谷的廉价电力，也可是工业用余热、废热和太阳能等。因此，储氢合金可制成`利用废热、余热和廉价能源和节能装置。如要制冷，则可用储氢材料吸热而达到降温的目的。

LaNi5等储氢合金对氢的选择吸收性极大，故可进行氢的分离精制。例如，将Ar、N2、CO2、CO、CH4和H2的混合气体与LaNi5、MnNi5多元素合金在加压下反应，氢被选择吸收，再加热使之解吸，便可获得精制的高纯氢气。利用上述材料1000L精制氢的纯度在99.9999%，产量是500ml/min。

此外，储氢材料还可进行能量变换驱动机器;在氢-空气燃料电池中得到应用;还可作合成氢的催化剂和进氢的分离和回收，等等。总之，储氢材料的应用领域是十分广阔的，且有不断扩大之势。

品 名:储氢材料

最有希望获实际应用的是LaNi5和FeTi，形成固体氢化物LaNi5H6和FeTiH1.95后，单位体积的储氢量可达88和101.2千克/米3，高于液氢的70.6千克/米3。一般是本身重量的1.3%~1.7%，相当于本身体积的1000倍以上(金属钯Pd吸氢能高达本身体积2800倍，但因物稀价昂，一般只用于制超纯氢而不用作储氢材料)。若解决了氢的储存和运输困难，则氢将是一种理想的、无污染的燃料。可用于运载工具和燃料电池等方面。因储氢材料在吸氢和放氢时有热效应和能量交换，这类材料也能储存热能或其他能量，所以也称为储能材料(energy storage materials)或能量转换材料(energy conversion materials)。

高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。

天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能--较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。

高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。

①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。

②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。

③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。

④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。

⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。

⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。高分子复合材料也称为高分子改性，改性分为分子改性和共混改性。

⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。

高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。

按照材料应用功能分类，高分子材料分为通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料三大类。通用高分子材料指能够大规模工业化生产，已普遍应用于建筑、交通运输、农业、电气电子工业等国民经济主要领域和人们日常生活的高分子材料。这其中又分为塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等不同类型。特种高分子材料主要是一类具有优良机械强度和耐热性能的高分子材料，如聚碳酸酯、聚酰亚胺等材料，已广泛应用于工程材料上。功能高分子材料是指具有特定的功能作用，可做功能材料使用的高分子化合物，包括功能性分离膜、导电材料、医用高分子材料、液晶高分子材料等。

①碳链高分子:分子主链由C原子组成，如: PP、PE、PVC

②杂链高聚物:分子主链由C、O、N、P等原子构成。如:聚酰胺、聚酯、硅油

③元素有机高聚物:分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如:硅橡胶

按高分子主链几何形状分类:线型高聚物，支链型高聚物，体型高聚物。

按高分子微观排列情况分类:结晶高聚物，半晶高聚物，非晶高聚物。