Understanding of Prompt Relief of Explosion Achieved by Hydrogen Storage-Release Imbalance of Hydrogen Storage Materials

对储氢材料储放氢不平衡实现爆炸及时泄爆的认识

• 批准号: 22H01722
• 负责人: 鈴木 愛
• 金额: $ 6.91万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01722/
• 关键词: 水素; ナトリウム; 遷移金属; 吸着; 脱離; 量子化学計算; 水素吸蔵金属; アルカリ金属; 量子計算; 分子動力学計算

ナトリウムは伝熱特性に優れた冷却材としての利点を有する一方で、化学的に活性である為、空気中の水蒸気との接触により急激な化学反応を生じる。アルカリ金属が水や水蒸気と接触して起こす爆発反応によって水素ガスが発生する。この激しいナトリウム-水蒸気反応は、ナトリウムがチタンナノ粒子を包含する場合、その激しさが緩和される事が実証されている。しかし、ナトリウム-水蒸気反応は非常に速く複雑で危険をともなうため、発生した水素の分子または原子の形態は実測し難く、理論的観点からの解析が必要であった。高速化量子分子動力学計算を用いて、ナトリウム-水反応後の水素分子の挙動に着目し、拡散挙動や吸着および脱離過程についてチタン表面のみの時と比較した。

虽然钠具有具有出色传热特性的冷却剂的优势，但它也具有化学活性，并且由于它与空气中的水蒸气接触，因此发生了突然的化学反应。氢气是由由碱性金属接触或蒸汽引起的爆炸反应产生的。当钠含有钛纳米颗粒时，这种强烈的水蒸气反应已被证明可以减轻强度。但是，由于钠 - 水蒸气反应非常快，复杂和危险，因此很难实际测量氢分子或原子的形态，并且需要从理论角度进行分析。使用高速量子分子动力学计算，我们集中在钠 - 水反应后的氢分子的行为上，并将扩散行为和吸附和解吸过程与单独的钛表面上的扩散行为和吸附过程进行了比较。