基（jī）於質子膜燃料電池技術的氫（qīng）能汽車具（jù）有清潔、高能效的特點，但高效儲氫技術是製約其商業應用的瓶頸之一。固態材（cái）料被（bèi）認為是實（shí）現所（suǒ）需儲氫水平的可行（háng）途徑，其儲氨機理主要可分為兩類:一類是通過（guò）化學吸附法（fǎ）存儲氫，如金屬氫化物；另一類是使用物（wù）理吸附，比如金屬有機（jī）框架(MOF)，以配位鍵使金屬（shǔ）離子和有機鏈結合的晶體)材料，由於其具有高達 7100 m2/g 的比（bǐ）表麵積（jī）而成為一種潛在的儲材料。除了MOF 材（cái）料，共價有（yǒu）機框架(COF)材料以及碳基材料也是理想的儲氫材料。

碳質儲氫材（cái）料的原理是利用碳質材（cái）料對氫氣的（de）吸（xī）附作用來達到儲存氫氣的目的。由於氫（qīng）氣與碳質材料的相互作用較弱，增加比（bǐ）表麵積和提高氫在材料表麵的吹附能力是（shì）該類材料（liào）的研究重點。碳基儲氫材料主要包括高比（bǐ）表麵積活性（xìng）炭、碳納（nà）米纖維、石墨納米纖（xiān）維和碳納米管等。近年來，更多新型的、具（jù）有多級孔微納結構特點的碳質儲氫材料不斷湧現出來。

將MOF材（cái）料在惰性氣體保護下進行碳化，Yang 等獲得一種具有多級孔（kǒng）結構的碳材料。製（zhì）備（bèi）過程隻（zhī）涉及簡單的熱調節，不包含複雜的操作過程。該多級孔碳材料具有大量的超微孔隙、高比（bǐ）表麵（miàn）積以及極高的孔容(達到4 cm3/g)，因此比一般的碳材料和MOF 具有更高的可逆儲氫性能。Mokaya等通過連續碳化和活化（huà）處理煙頭中的物質，得到具有超高比表麵積(4300 m2/g)和孔體積(2.09 cm3/g的超多孔（kǒng）炭，並且具有極好的儲氫能力。在-196℃、2.0MPa壓力環境中，氫吸附可達 8.1%(質量分數)過剩吸附量 (excess uptake)和9.4%(質量分數)吸附量(total uptake)，當壓力上升到3.0 MPa和4.0 MPa時，總吸附量(質量分數分別可達10.4%和11.2%。

碳氣凝（níng）膠具有豐富的納米級孔洞(1~100 nm)、大孔隙率(>80%)、超高的比表麵積(400~3200 m2/g)、結構可控且孔（kǒng）道與外界相通等優（yōu）良特性，是一種（zhǒng）很有潛力的多孔吸附儲氫材料。Kabbour等首次研究了碳氣凝膠的儲氫性質，用CO2在950℃高溫下活化（huà）製備碳（tàn）氣凝膠，比表麵積為（wéi） 3200 m2/g。在-196℃下，儲氫量(質量分數)可達 5.3%。袁秋月等研究了不（bú）同 CO2活化溫度對（duì）碳氣凝膠儲氫性能的影響，結（jié）果表明活化（huà）溫度可（kě）以改變（biàn）碳氣凝膠的孔結構（gòu），提高碳氣凝膠的比表麵積，從而增加氫吸附（fù）量。楊曦等製備了超低密度(20 mg/cm2 )的碳氣凝膠，該材料在常壓、液氮（dàn）溫度下（xià）獲得了 4.4%(質量分數)的吸氫量。

石墨烯材料是碳質儲氫（qīng）材料家（jiā）族的新成員。由於石墨（mò）烯和氫氣之間的物理相互作用主要是範（fàn）德華力，二維石墨烯材料的儲氫量（liàng）比較低[<2.0%(質量分數)]。理論計算（suàn）表明，石墨烯材料進行（háng）多級結構設計，對儲氫能力的提高至關重要。受此啟發，Guo等構建了多級孔石墨烯儲（chǔ）材料，包含微孔(約0.8 nm)、介孔(約4nm)和大孔(>50nm)，其（qí）N2-BET比表麵積達到1305 m2/g。該材料的氫氣物理吸附存儲能（néng）力超過 4.0%(質量分數)，遠遠高於常規的石墨烯材料。僅靠物理吸附，碳材料的儲氫（qīng）量（liàng）十（shí）分（fèn）有（yǒu）限，在（zài）碳基吸附劑中摻雜金屬，將氫溢流技術應用到碳基儲氫（qīng）材料，是提高碳材料室溫下儲氫量的有效方式（shì）之一。Zhou等將Pd負載到石墨烯上製（zhì）備出 Pd-石墨烯納米複（fù）合材料，這種新型的儲氫體係具較好的儲氫性（xìng）能、溫和（hé）條件吸氫（qīng）以及低溫釋放氫氣性能。在 5 MPa 的充壓條件（jiàn）下Pd- 石墨烯納米複合材料吸附儲氫量（liàng）可達（dá） 6.70%(質量分數);當壓力升高至6 MPa時，則可達 8.67%(質量分數)。在非碳質多級孔結構儲氫材料方麵，Cao 等通（tōng）過無模板法合成了（le）一（yī）種新穎的（de）ZnV204多（duō）級結構納米球，發現這種二維層狀（zhuàng）納米結構材料具有優異的儲氫性能。在200 ℃、300℃和（hé） 400℃下ZnV2O4多級結構納米球上（shàng）吸附量(質量分數（shù）)分別為 1.76%、2.03%和 2.49%，高於 ZnV2O4尖晶石氧化物納米片[氫吸附量（liàng）1.74%(質量分數)] 以及ZnV2O4納/微小球組成（chéng）的球形材料[氫吸附量 2.165%(質量分數)]。

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