体积法测量储氢量的状态方程研究

戴 伟，徐嘉靖，王朝阳，唐永建

(1.湖北第二师范学院 物理与机电工程学院，湖北 武汉 430205；2.中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900)

回顾储氢材料的发展历史，从课题诞生至今，研究的材料种类繁多[1-4]，储氢性能各异，偶尔有惊人的储氢量报道[5-7]，但实验的重复性不好，置信度不高[8-9]。储氢量测量的规范化作为一个衍生课题已得到研究者的密切关注。相同的样品通过不同设备仪器表征，结果差别很大，测量手段滞后于新型储氢材料的发展，这一研究现状让许多实验物理学家在研发新材料的同时，不得不开展对测量设备的改进。

目前储氢测量主要有体积法、重量法、热脱附谱法、程序升温脱附法、排水法，其中体积法是最主要的技术手段，具有装置简单，可连续测试，精度较高等优点。体积法测量储氢量的物理依据是气体的状态方程。状态方程能否真实反映氢气的压力、体积和温度间的关系(p-V-T特性)，是否能准确计算出已知体积、温度、压力下气体的质量，这些都是影响测量结果的关键因素。本文从氢气分子与物质间相互作用的特点出发，建立精度更高、适用范围更广的气体状态新方程。着重研究如何真实反映氢气分子的p-V-T特性，分析真实气体在不同压力下的物理图像，提出全程压力下气体状态方程新模型。

1 气体状态方程新模型

2004年，物理学家芶清泉[10]针对高密度气体修正了范德华耳斯方程，其思路如下：高压下气体分子很密集，相互作用力较大，分子的体积会压缩，因而在范德华耳斯方程中的参数b要缩小。……