众所周知从元素周期表的的Be、Mg、Ca、Sr、Ba,óA系的Sc、Y、La,A的Ti、Zr、Hf及VA系的V、Nb、Ta等金属均可与氢直接反应生成氢化物。而氢原子大小仅为金属原子的1/10,这样氢化物中原金属晶格几乎不变化,不过还会膨胀,氢与金属形成氢化物的反应动力是氢压和温度。当氢压上升时,金属中固溶氢(A相)浓度增大,当达到一定值时,形成金属氢化物(B相),在A、B两相共存的反应中氢压力是一定的,这个压力就是平衡压,他随着温度增高而加大。研究表明大多数金属在常温下平衡压非常低。这就是说这些金属和氢结合力强,即金属常温下很难放出氢,相反与金属结合弱的氢在常温下易放出氢,使这样两种金属合金化,在常温下调节平衡压就成为可能。
下面列出常温下有平衡压的多种合金,其中可形成金属氢化物的金属(A)和不能形成金属氢化物的金属(B)按组分比例分五种。这些合金中最具代表性的为LaNi5,其反应速度仅需几秒,是贮氢合金的主要特点。目前合金贮氢量大约为2%(质量),这对于车载需要4%(质量)及未来6%(质量)相距甚远,开发真正可实用的贮氢合金仍任重道远。
锂-碳-氢系贮氢材料自从1997年Dillon等人发表单壁碳纳米管的贮氢性能以来,全世界都广泛开展了有关碳基材料作为贮氢介质的研究。日本广岛大学的研究人员研究了L-iC-H系的贮氢-放氢性能,他们在试验研究时采用了市场上可购置到的纯石墨(991997%)、氢化锂(95%)、氢氧化锂(98%)和氢氧化钠(991998%)作原料。在行星式球磨机和振动式球磨机中在不同条件下制备了4种纳米石墨粉,在球磨机的铬钢容器内放入300g石墨粉和20个钢球(U7mm)或氧化锆球(U8mm)于室温和1MPa氢气压下球磨80h,在球磨过程中为了避免温度升高而在每经1h球磨后即停歇30min。随后,将所制备的4种纳米石墨分别同LiH、LiOH和NaOH在球磨机中于1MPa氢气压力下混合2h。采用热解吸质谱仪、热解重量分析仪以及差示热分析仪等装置测试样的氢气热解吸特性。研究结果表明,所得产品的氢化状态受球磨机所用磨球类型的影响很大。由于使用钢制磨球所带入的Fe元素污染,导致了在氢解吸过程中出现的典型双峰结构,而在振动球磨时产生大量的(与H2相比)HC气体。CnanoHx与LiH经过球磨处理的混合物在低于350e的温度下即释放氢气,但要释放出全部氢气尚须在高于400e的温度下。