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氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的清洁能源,已引起人们的广泛关注。氢的规模储运是现阶段氢能应用的瓶颈。根据氢气的特性,其储存方式可分为物理法和化学法两大类。物理法主要有低温液化储氢、高压压缩储氢、碳基材料储氢等。化学法主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢等。
低温液化储氢是一种极为理想的储存方式,但面临两大技术难题:一是氢液化能耗大,二是对储氢罐的绝热性能要求极高。高压压缩储氢的最大优点是操作方便、能耗小,但同时也存在不安全和对储氢罐强度要求较高的缺点。金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中,比液化储氢和高压储氢安全,并且有很高的储存容量,缺点是一般在最开始时并不具备吸氢的功能,需要在高温高压的氢气环境中进行多次的减压抽真空循环。如图为一些储氢材料(以储氢后的化学式表示)的质量储氢密度和体积储氢密度。
(已知:质量储氢密度=储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数,体积储氢密度=储氢后单位体积的储氢材料中储存氢元素的质量)
目前,国家高度重视氢的安全、高效储存方式及材料的研究开发,以期在21世纪中叶进入“氢能经济”时代。
回答下列问题:
(1)“氢能”具有的优点是_____(填一点即可)。
(2)碳基储氢材料“碳纳米管”属于_____(填“单质”或“化合物”)。
(3)从分子的角度解释低温、高压储氢的原理:_______________。
(4)结合图示,下列储氢材料中最理想的是_____(填标号)。
A. |
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B. |
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C. |
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D. |
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(5)
储氢材料
中储存氢元素的质量是_____
。储氢材料
的质量储氢密度是_____
。