一制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的和意義

隨著礦物燃料的日趨耗盡和大氣污染的日趨嚴(yán)重，尋求清潔的和長遠(yuǎn)的可替代能源

已迫在眉睫。作為新型可再生的無碳能源，氫能以其清潔無污染、高效、可儲(chǔ)存和運(yùn)輸

等優(yōu)點(diǎn),被視為最理想的能源。氫氣的安全貯存、運(yùn)輸是目前氫能商業(yè)化的主要障礙。

要解決氫氣的安全貯存和運(yùn)輸問題，氫能存儲(chǔ)是非常重要的環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，不同于貴

金屬和氫化物等常規(guī)儲(chǔ)氫材料，納米材料的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)使其出現(xiàn)了新的動(dòng)力

學(xué)和熱力學(xué)特性，如活化性能明顯提高，更高的氫擴(kuò)散系數(shù)和吸放氫動(dòng)力學(xué)性能，在氫

氣儲(chǔ)存方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。盡管在納米儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域做過許多研究，儲(chǔ)氫材料也逐

漸形成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，然而如何對儲(chǔ)氫納米材料的氫氣吸附性能進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，以便于材

料性能之間的相互比對，目前仍然缺乏相關(guān)的測試方法標(biāo)準(zhǔn)。在日本目前只有針對特定

合金材料的氫氣吸附標(biāo)準(zhǔn)。在我國，目前有關(guān)氫氣吸附的國家標(biāo)準(zhǔn)只有氫化物可逆吸放

氫壓力-組成-等溫線（P-C-T)測試方法，該方法屬于化學(xué)吸附儲(chǔ)氫，針對物理吸附儲(chǔ)氫

和納米材料儲(chǔ)氫的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)仍為空白。據(jù)調(diào)查了解，目前市場上在售的涉及氫氣吸附測

試的儀器公司有幾十家，包括英國的Hiden儀器、美國的Micromeritics儀器、

Quantachrome儀器、ThermoFisher、Ankersmid等儀器公司。本標(biāo)準(zhǔn)的編制將為納米多

孔材料儲(chǔ)氫量的準(zhǔn)確評估和相互比對提供依據(jù)。

二工作簡況

1任務(wù)來源

本任務(wù)來源于國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃，項(xiàng)目編號：

20221614-T-491，項(xiàng)目名稱：納米技術(shù)納米多孔材料儲(chǔ)氫量測定氣體吸附法。由國家

納米科學(xué)中心負(fù)責(zé)起草完成。

2編制和協(xié)作單位

本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位為國家納米科學(xué)中心，北京國氫中聯(lián)氫能科技研究院，北京

低碳清潔能源研究院，浙江師范大學(xué)，殼牌（中國）有限公司。

1

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人：閆曉英，劉聰敏，毛立娟，高潔，代偉，付鑫，王孝平，

郭延軍，葛廣路，劉瑋，萬燕鳴，何廣利。

國家納米科學(xué)中心是國家級創(chuàng)新單位和綜合性研究中心，其戰(zhàn)略定位是納米科學(xué)

的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，擁有我國納米科學(xué)領(lǐng)域一流水平的研究平臺(tái)和研究基地。國家

納米科學(xué)中心設(shè)有3個(gè)中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在納米生物、納米材料、納米器件、納米標(biāo)

準(zhǔn)等領(lǐng)域均開展著卓有成效的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作，并積極推進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)

移轉(zhuǎn)化。全國納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC279）和中國合格評定國家認(rèn)可委員

會(huì)（CNAS）實(shí)驗(yàn)室技術(shù)委員會(huì)納米專業(yè)委員會(huì)（CNAS/TC/SC13）秘書處均掛靠在國家納

米科學(xué)中心。國家納米科學(xué)中心也是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織納米技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC229）和

國際電工組織納米電工產(chǎn)品與系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC113）的國內(nèi)對口秘書處單位。

國家納米中心納米檢測公共平臺(tái)已獲得CNAS檢測實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，中科院納米標(biāo)準(zhǔn)與檢測重

點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已通過CNAS科研實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。中科院納米標(biāo)準(zhǔn)與檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要從事納米

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和新型納米檢測技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用研究，在十二五、十三五期間均作為主持

單位承擔(dān)了納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指南方向的國家重大研發(fā)計(jì)劃和國家重點(diǎn)科技專項(xiàng)，迄今已承

擔(dān)了40余項(xiàng)納米技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂、國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品的研復(fù)制

等，并主導(dǎo)或參與多項(xiàng)納米技術(shù)領(lǐng)域國際、國內(nèi)比對與能力驗(yàn)證等。

北京國氫中聯(lián)氫能科技研究院（以下簡稱氫能院）于2020年10月29由國家能源集

團(tuán)氫能科技公司、中船投資發(fā)展有限公司、同濟(jì)汽車設(shè)計(jì)研究院有限公司、安泰環(huán)境工

程技術(shù)有限公司、西安航天科技工業(yè)有限公司、濰柴控股集團(tuán)有限公司、有研工程技術(shù)

研究院有限公司發(fā)起設(shè)立。氫能院成立以來，聚焦氫能技術(shù)協(xié)同研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，致力于

發(fā)揮中國氫能聯(lián)盟氫能產(chǎn)業(yè)主力軍和重大科技創(chuàng)新策源地作用，累計(jì)編制發(fā)布《中國氫

能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》《中國氫能裝備技術(shù)路線圖》等國家級、省部級重大研究

規(guī)劃近40項(xiàng)。啟動(dòng)氫能領(lǐng)跑者行動(dòng)計(jì)劃，組織制定我國首個(gè)綠氫標(biāo)準(zhǔn)《低碳?xì)?、清?/p>

氫及可再生氫標(biāo)準(zhǔn)及評價(jià)》，累計(jì)立項(xiàng)和發(fā)布近20項(xiàng)國家、行業(yè)、團(tuán)體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，助

力打造中國氫能核心自主化技術(shù)迭代創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)體系。

北京低碳清潔能源研究院（以下簡稱“低碳院”）隸屬于國家能源集團(tuán)，成立于2009

年12月，是國家級海外高層次人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地。目前設(shè)有北京、美國、德國3個(gè)全

2

球研發(fā)基地，近700名員工，其中國外員工占比30%以上，50%科研人員具有博士學(xué)位。

擁有國家能源煤炭清潔轉(zhuǎn)換利用技術(shù)研發(fā)中心（國家能源局）、煤炭開采水資源保護(hù)與

利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京市納米結(jié)構(gòu)薄膜太陽能電池工程技術(shù)研究中心等重點(diǎn)科研平

臺(tái)。主要聚焦于煤的清潔轉(zhuǎn)化利用、煤基功能材料、氫能及利用、環(huán)境保護(hù)、分布式能

源、煤化工催化、先進(jìn)技術(shù)等領(lǐng)域，并全面開展了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，在不少

項(xiàng)目上取得了可喜的成績。

浙江師范大學(xué)是一所以教師教育為主的多科性省屬重點(diǎn)大學(xué)。學(xué)科門類齊全，有71

個(gè)本科專業(yè)，8個(gè)一級學(xué)科博士點(diǎn)，1個(gè)專業(yè)博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，27個(gè)一級學(xué)科碩士點(diǎn)，

11個(gè)專業(yè)碩士學(xué)位類別，2個(gè)博士后流動(dòng)站。數(shù)學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)、材料學(xué)4個(gè)學(xué)科進(jìn)

入ESI全球前1%，20個(gè)學(xué)科列入浙江省一流學(xué)科。擁有國家級課程16門，國家級專業(yè)

6個(gè)、國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心4個(gè)。擁有“先進(jìn)催化材料”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家

“含氟新材料學(xué)科”111計(jì)劃創(chuàng)新引智基地、“固體表面反應(yīng)化學(xué)”浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、

“化學(xué)”省重中之重學(xué)科、“化學(xué)”省一流學(xué)科A類、“應(yīng)用化學(xué)”省重點(diǎn)學(xué)科和“化

學(xué)”省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等教學(xué)科研平臺(tái)。

殼牌（中國）有限公司隸屬于殼牌集團(tuán)。殼牌集團(tuán)是國際上主要的天然氣、石油和

油品、化工產(chǎn)品的生產(chǎn)商之一，全球最大的汽車燃油和潤滑油零售商之一，同時(shí)也是全

球液化天然氣行業(yè)的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者。殼牌的業(yè)務(wù)遍及全球70多個(gè)國家和地區(qū)，擁有明

顯的外資優(yōu)勢，連年位居《財(cái)富》雜志“世界500強(qiáng)”榜單前列。殼牌使用先進(jìn)技術(shù)，

采取創(chuàng)新方法，幫助滿足全球能源需求和建設(shè)可持續(xù)能源未來。殼牌還投資電力，包括

風(fēng)能和太陽能等可再生能源，以及用于運(yùn)輸?shù)男滦腿剂?，如先進(jìn)的生物燃料和氫能等。

其中液化天然氣、可再生能源、風(fēng)電、電力交易和碳交易以及石油和化工產(chǎn)品業(yè)務(wù)的規(guī)

模和營業(yè)收入一直在國際能源公司中名列前茅。

3工作過程

2019年12月初組建了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，擬定了工作計(jì)劃。經(jīng)過討論，工作組確定

了標(biāo)準(zhǔn)的名稱為《納米技術(shù)納米多孔材料儲(chǔ)氫量表征氣體吸附法》。標(biāo)準(zhǔn)工作組的人

員名單及分工見表1。

具體工作過程如下：

3

本標(biāo)準(zhǔn)起草工作基于起草人所承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃NQI“可再生能源與氫能技

術(shù)”項(xiàng)目：燃料電池車用氫氣純化技術(shù)（編號：2019YFB1505000）研究工作開展，在

本標(biāo)準(zhǔn)正式制定工作開始前，已開展了大量的研究工作，具備了開展本標(biāo)準(zhǔn)研制工作的

扎實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

2019年12月至2020年6月期間，起草工作組詳細(xì)研讀了氣體吸附法測儲(chǔ)氫的相關(guān)

的國內(nèi)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)及其引用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，同時(shí)收集、查閱了大量有關(guān)氫氣吸附表征

的技術(shù)文獻(xiàn)（詳見草案的參考文獻(xiàn)），最后經(jīng)多次探討、協(xié)商、修改，形成了本標(biāo)準(zhǔn)的

草案初稿。

2020年6月-2021年10月以討論稿形式多次進(jìn)行小范圍討論。收集和整理討論意

見并修改討論稿，同時(shí)進(jìn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。分別驗(yàn)證了重量法和靜態(tài)容量法的國內(nèi)外儀器的測

試并對結(jié)果進(jìn)行了分析。形成了修改后的標(biāo)準(zhǔn)草案。

2022年1月26日參加了“2022年推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)答辯會(huì)”，2022年12月30

日國標(biāo)委下達(dá)本標(biāo)準(zhǔn)制修定任務(wù)，國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目號為20221614-T-491，周期12個(gè)

月。

表1標(biāo)準(zhǔn)起草工作組人員名單

姓名職稱工作單位聯(lián)系方式在本標(biāo)準(zhǔn)中的職責(zé)

本標(biāo)準(zhǔn)整體工作，包括標(biāo)

閆曉英工程師國家納米科學(xué)中心yanxy@準(zhǔn)內(nèi)容編寫、征求意見、

相關(guān)文件的起草等

高級工程師、北京國氫中聯(lián)氫能科congmin.liu@chnenerg

劉聰敏內(nèi)容核驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

副總經(jīng)理技研究院

毛立娟高級工程師國家納米科學(xué)中心maolj@內(nèi)容核驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

高潔高級工程師國家納米科學(xué)中心gaoj@標(biāo)準(zhǔn)校對

代偉教授浙江師范大學(xué)daiwei@內(nèi)容核驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)校對

付鑫業(yè)務(wù)總監(jiān)殼牌（中國）有限公司Xin.Fu@內(nèi)容核驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)校對

王孝平教授級高工國家納米科學(xué)中心wangxp@標(biāo)準(zhǔn)校對

4

郭延軍教授級高工國家納米科學(xué)中心guoyj@標(biāo)準(zhǔn)校對

葛廣路教授國家納米科學(xué)中心gegl@標(biāo)準(zhǔn)校對

北京國氫中聯(lián)氫能科

劉瑋高級工程師10000032@標(biāo)準(zhǔn)校對

技研究院

北京國氫中聯(lián)氫能科

萬燕鳴高級工程師10000705@標(biāo)準(zhǔn)校對

技研究院

北京低碳清潔能源研g(shù)uangli.he@chnenergy

何廣利高級工程師標(biāo)準(zhǔn)校對

究院.

三國家標(biāo)準(zhǔn)的編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)的制定依據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)對采用國際標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的制定原則進(jìn)行，如表2。

表2本標(biāo)準(zhǔn)編制所依據(jù)的相關(guān)結(jié)構(gòu)及術(shù)語方面的國家標(biāo)準(zhǔn)

本標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的部分依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)編號依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)名稱

《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的

標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)GB/T1.1-2020

結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

“定義”的編寫GB/T20001.1-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第1部分：術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》

“參考文獻(xiàn)”的編寫GB/T7714—2005文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則

四確定國家標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)工作組查閱了國內(nèi)外與儲(chǔ)氫材料和測試方法相關(guān)的國際文件，并結(jié)合國內(nèi)相關(guān)

科技文獻(xiàn)資料，在廣泛征求業(yè)內(nèi)專家意見的基礎(chǔ)上，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)草案的編寫。

五主要實(shí)驗(yàn)分析及驗(yàn)證

在本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A部分，提供了容量法和重量法的典型的實(shí)驗(yàn)示例。

主要以石墨烯-POM復(fù)合材料及多孔有機(jī)聚合物材料為測試對象，采用容量法和重量

法對其氫氣吸附性能進(jìn)行測試。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：石墨烯-雜多酸（POM）復(fù)合材料的儲(chǔ)氫量測量。

5

儀器：MicromeriticsASAP2020全自動(dòng)氣體吸附儀。

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：國家納米科學(xué)中心納米檢測實(shí)驗(yàn)室。

實(shí)驗(yàn)分析方法：容量法。

樣品質(zhì)量：0.1862g

測試條件：測試絕對壓力范圍：0-110kPa；測試溫度：77K。

1.0

0.8

0.6

0.4

儲(chǔ)氫量(wt%)

0.2

0.0

020406080100120

絕對壓力(kPa)

圖1石墨烯-雜多酸(POM)復(fù)合材料的儲(chǔ)氫量-壓力等溫線

從圖1中可得，在絕對壓力110kPa，測試溫度77K下，該材料的儲(chǔ)氫量為0.93wt%。

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：縮酮類多孔有機(jī)聚合物（KPOP）材料的儲(chǔ)氫量測量。

儀器：HidenIGA-100B智能重量分析儀。

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：國家納米科學(xué)中心納米器件研究室。

實(shí)驗(yàn)分析方法：重量法。

樣品質(zhì)量：89.235mg

測試條件：測試絕對壓力范圍：0-114kPa；測試溫度：77K。

6

1.6

1.5

1.4

1.3

儲(chǔ)氫量(wt%)

1.2

1.1

020406080100120

絕對壓力(kPa)

圖2縮酮類多孔有機(jī)聚合物（KPOP）材料的儲(chǔ)氫量-壓力等溫線

從圖2中可得，在絕對壓力110kPa，測試溫度77K下，縮酮類多孔有機(jī)聚合物（KPOP）

材料的儲(chǔ)氫量約為1.59wt%。

圖3-圖14為不同的分子篩樣品以及活性炭樣品在不同溫度下吸附氫氣的數(shù)據(jù)。用

到的實(shí)驗(yàn)儀器為貝士德儀器科技（北京）有限公司3H-2000PH1型容量法高溫高壓物理

吸附儀。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為北京，貝士德儀器科技（北京）有限公司實(shí)驗(yàn)室。

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖35A分子篩在5℃下氫氣吸附等溫線

7

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖45A分子篩在25℃下氫氣吸附等溫線

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖55A分子篩在45℃下氫氣吸附等溫線

8

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖6CaX分子篩在5℃下氫氣吸附等溫線

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖7CaX分子篩在25℃下氫氣吸附等溫線

9

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖8CaX分子篩在45℃下氫氣吸附等溫線

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖9LiX分子篩在5℃下氫氣吸附等溫線

10

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖10LiX分子篩在25℃下氫氣吸附等溫線

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g

0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖11LiX分子篩在45℃下氫氣吸附等溫線

11

1.3

1.2

1.1

1.0

0.9

0.8

0.7

mmol/g

0.6

0.5

0.4

氫氣吸附量0.3

0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖12活性炭在5℃下氫氣吸附等溫線

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖13活性炭在25℃下氫氣吸附等溫線

12

0.8

0.7

0.6

0.5

mmol/g0.4

0.3

氫氣吸附量0.2

0.1

0.0

0510152025303540

絕對壓力/bar

圖14活性炭在45℃下氫氣吸附等溫線

六與國內(nèi)、外同類標(biāo)準(zhǔn)水平對比情況

目前，有關(guān)儲(chǔ)氫材料氫氣吸附的相關(guān)研究已有許多報(bào)道，儲(chǔ)氫材料也逐漸形成產(chǎn)業(yè)

應(yīng)用。然而在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定方面，ISO尚未有有關(guān)氫氣吸附的測試標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。在日本目

前只有針對特定合金材料的氫氣吸附標(biāo)準(zhǔn)。

在我國，目前有關(guān)物理吸附儲(chǔ)氫的國家標(biāo)準(zhǔn)仍為空白。本標(biāo)準(zhǔn)的編制將為納米多孔

材料儲(chǔ)氫量的準(zhǔn)確評估和相互比對提供依據(jù)。

七與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)與我國現(xiàn)行的法律、法規(guī)和其它強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。建議本標(biāo)準(zhǔn)作

為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。

八重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無

九國家標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)或推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)的建議

13

建議作為推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)。

十貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議（包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦法等內(nèi)容）

按正常標(biāo)準(zhǔn)貫徹程序執(zhí)行。建議在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后3個(gè)月內(nèi)開始實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施后，

建議積極在納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中涉及納米多孔材料儲(chǔ)氫的產(chǎn)業(yè)企業(yè)中進(jìn)行廣泛宣貫，以

促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施并對相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的規(guī)范和高效快速發(fā)展起到重要的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)支撐

作用。

十一廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，故本款不適用。

十二其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

本標(biāo)準(zhǔn)頒布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)與本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的任何專利文獻(xiàn)檢索，如審閱人發(fā)現(xiàn)與本標(biāo)準(zhǔn)

相關(guān)的任何專利信息，請隨征求意見稿、送審稿、報(bào)批稿一并提交給本標(biāo)準(zhǔn)頒布機(jī)構(gòu)，

如需要查詢與本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的專利信息，請直接與專利權(quán)人聯(lián)系。

14

納米技術(shù)納米多孔材料儲(chǔ)氫量表征

氣體吸附法

Nanotechnologies-Measurementofthehydrogenstoragecapacityof

nanoporousmaterials-Gasadsorptionmethod

編制說明

（征求意見稿）

國家標(biāo)準(zhǔn)編制工作組

2023年1月10日

一制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的和意義

隨著礦物燃料的日趨耗盡和大氣污染的日趨嚴(yán)重，尋求清潔的和長遠(yuǎn)的可替代能源

已迫在眉睫。作為新型可再生的無碳能源，氫能以其清潔無污染、高效、可儲(chǔ)存和運(yùn)輸

等優(yōu)點(diǎn),被視為最理想的能源。氫氣的安全貯存、運(yùn)輸是目前氫能商業(yè)化的主要障礙。

要解決氫氣的安全貯存和運(yùn)輸問題，氫能存儲(chǔ)是非常重要的環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，不同于貴

金屬和氫化物等常規(guī)儲(chǔ)氫材料，納米材料的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)使其出現(xiàn)了新的動(dòng)力

學(xué)和熱力學(xué)特性，如活化性能明顯提高，更高的氫擴(kuò)散系數(shù)和吸放氫動(dòng)力學(xué)性能，在氫

氣儲(chǔ)存方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。盡管在納米儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域做過許多研究，儲(chǔ)氫材料也逐

漸形成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，然而如何對儲(chǔ)氫納米材料的氫氣吸附性能進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，以便于材

料性能之間的相互比對，目前仍然缺乏相關(guān)的測試方法標(biāo)準(zhǔn)。在日本目前只有針對特定

合金材料的氫氣吸附標(biāo)準(zhǔn)。在我國，目前有關(guān)氫氣吸附的國家標(biāo)準(zhǔn)只有氫化物可逆吸放

氫壓力-組成-等溫線（P-C-T)測試方法，該方法屬于化學(xué)吸附儲(chǔ)氫，針對物理吸附儲(chǔ)氫

和納米材料儲(chǔ)氫的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)仍為空白。據(jù)調(diào)查了解，目前市場上在售的涉及氫氣吸附測

試的儀器公司有幾十家，包括英國的Hiden儀器、美國的Micromeritics儀器、

Quantachrome儀器、ThermoFisher、Ankersmid等儀器公司。本標(biāo)準(zhǔn)的編制將為納米多

孔材料儲(chǔ)氫量的準(zhǔn)確評估和相互比對提供依據(jù)。

二工作簡況

1任務(wù)來源

本任務(wù)來源于國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃，項(xiàng)目編號：

20221614-T-491，項(xiàng)目名稱：納米技術(shù)納米多孔材料儲(chǔ)氫量測定氣體吸附法。由國家

納米科學(xué)中心負(fù)責(zé)起草完成。

2編制和協(xié)作單位

本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位為國家納米科學(xué)中心，北京國氫中聯(lián)氫能科技研究院，北京

低碳清潔能源研究院，浙江師范大學(xué)，殼牌（中國）有限公司。

1

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人：閆曉英，劉聰敏，毛立娟，高潔，代偉，付鑫，王孝平，

郭延軍，葛廣路，劉瑋，萬燕鳴，何廣利。

國家納米科學(xué)中心是國家級創(chuàng)新單位和綜合性研究中心，其戰(zhàn)略定位是納米科學(xué)

的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，擁有我國納米科學(xué)領(lǐng)域一流水平的研究平臺(tái)和研究基地。國家

納米科學(xué)中心設(shè)有3個(gè)中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在納米生物、納米材料、納米器件、納米標(biāo)

準(zhǔn)等領(lǐng)域均開展著卓有成效的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作，并積極推進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)

移轉(zhuǎn)化。全國納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC279）和中國合格評定國家認(rèn)可委員

會(huì)（CNAS）實(shí)驗(yàn)室技術(shù)委員會(huì)納米專業(yè)委員會(huì)（CNAS/TC/SC13）秘書處均掛靠在國家納

米科學(xué)中心。國家納米科學(xué)中心也是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織納米技術(shù)委員會(huì)（ISO/TC229）和

國際電工組織納米電工產(chǎn)品與系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC113）的國內(nèi)對口秘書處單位。

國家納米中心納米檢測公共平臺(tái)已獲得CNAS檢測實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，中科院納米標(biāo)準(zhǔn)與檢測重

點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已通過CNAS科研實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。中科院納米標(biāo)準(zhǔn)與檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要從事納米

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和新型納米檢測技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用研究，在十二五、十三五期間均作為主持

單位承擔(dān)了納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指南方向的國家重大研發(fā)計(jì)劃和國家重點(diǎn)科技專項(xiàng)，迄今已承

擔(dān)了40余項(xiàng)納米技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂、國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)樣品的研復(fù)制

等，并主導(dǎo)或參與多項(xiàng)納米技術(shù)領(lǐng)域國際、國內(nèi)比對與能力驗(yàn)證等。

北京國氫中聯(lián)氫能科技研究院（以下簡稱氫能院）于2020年10月29由國家能源集

團(tuán)氫能科技公司、中船投資發(fā)展有限公司、同濟(jì)汽車設(shè)計(jì)研究院有限公司、安泰環(huán)境工

程技術(shù)有限公司、西安航天科技工業(yè)有限公司、濰柴控股集團(tuán)有限公司、有研工程技術(shù)

研究院有限公司發(fā)起設(shè)立。氫能院成立以來，聚焦氫能技術(shù)協(xié)同研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，致力于

發(fā)揮中國氫能聯(lián)盟氫能產(chǎn)業(yè)主力軍和重大科技創(chuàng)新策源地作用，累計(jì)編制發(fā)布《中國氫

能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》《中國氫能裝備技術(shù)路線圖》等國家級、省部級重大研究

規(guī)劃近40項(xiàng)。啟動(dòng)氫能領(lǐng)跑者行動(dòng)計(jì)劃，組織制定我國首個(gè)綠氫標(biāo)準(zhǔn)《低碳?xì)?、清?/p>

氫及可再生氫標(biāo)準(zhǔn)及評價(jià)》，累計(jì)立項(xiàng)和發(fā)布近20項(xiàng)國家、行業(yè)、團(tuán)體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，助

力打造中國氫能核心自主化技術(shù)迭代創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)體系。

北京低碳清潔能源研究院（以下簡稱“低碳院”）隸屬于國家能源集團(tuán)，成立于2009

年12月，是國家級海外高層次人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地。目前設(shè)有北京、美國、德國3個(gè)全

2

球研發(fā)基地，近700名員工，其中國外員工占比30%以上，50%科研人員具有博士學(xué)位。

擁有國家能源煤炭清潔轉(zhuǎn)換利用技術(shù)研發(fā)中心（國家能源局）、煤炭開采水資源保護(hù)與

利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京市納米結(jié)構(gòu)薄膜太陽能電池工程技術(shù)研究中心等重點(diǎn)科研平

臺(tái)。主要聚焦于煤的清潔轉(zhuǎn)化利用、煤基功能材料、氫能及利用、環(huán)境保護(hù)、分布式能

源、煤化工催化、先進(jìn)技術(shù)等領(lǐng)域，并全面開展了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，在不少

項(xiàng)目上取得了可喜的成績。

浙江師范大學(xué)是一所以教師教育為主的多科性省屬重點(diǎn)大學(xué)。學(xué)科門類齊全，有71

個(gè)本科專業(yè)，8個(gè)一級學(xué)科博士點(diǎn)，1個(gè)專業(yè)博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)，27個(gè)一級學(xué)科碩士點(diǎn)，

11個(gè)專業(yè)碩士學(xué)位類別，2個(gè)博士后流動(dòng)站。數(shù)學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)、材料學(xué)4個(gè)學(xué)科進(jìn)

入ESI全球前1%，20個(gè)學(xué)科列入浙江省一流學(xué)科。擁有國家級課程16門，國家級專業(yè)

6個(gè)、國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心4個(gè)。擁有“先進(jìn)催化材料”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家

“含氟新材料學(xué)科”111計(jì)劃創(chuàng)新引智基地、“固體表面反應(yīng)化學(xué)”浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、

“化學(xué)”省重中之重學(xué)科、“化學(xué)”省一流學(xué)科A類、“應(yīng)用化學(xué)”省重點(diǎn)學(xué)科和“化

學(xué)”省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目等教學(xué)科研平臺(tái)。

殼牌（中國）有限公司隸屬于殼牌集團(tuán)。殼牌集團(tuán)是國際上主要的天然氣、石油和

油品、化工產(chǎn)品的生產(chǎn)商之一，全球最大的汽車燃油和潤滑油零售商之一，同時(shí)也是全

球液化天然氣行業(yè)的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者。殼牌的業(yè)務(wù)遍及全球70多個(gè)國家和地區(qū)，擁有明

顯的外資優(yōu)勢，連年位居《財(cái)富》雜志“世界500強(qiáng)”榜單前列。殼牌使用先進(jìn)技術(shù)，

采取創(chuàng)新方法，幫助滿足全球能源需求和建設(shè)可持續(xù)能源未來。殼牌還投資電力，包括

風(fēng)能和太陽能等可再生能源，以及用于運(yùn)輸?shù)男滦腿剂?，如先進(jìn)的生物燃料和氫能等。

其中液化天然氣、可再生能源、風(fēng)電、電力交易和碳交易以及石油和化工產(chǎn)品業(yè)務(wù)的規(guī)

模和營業(yè)收入一直在國際能源公司中名列前茅。

3工作過程

2019年12月初組建了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，擬定了工作計(jì)劃。經(jīng)過討論，工作組確定

了標(biāo)準(zhǔn)的名稱為《納米技術(shù)納米多孔材料儲(chǔ)氫量表征氣體吸附法》。標(biāo)準(zhǔn)工作組的人

員名單及分工見表1。

具體工作過程如下：

3

本標(biāo)準(zhǔn)起草工作基于起草人所承擔(dān)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃NQI“可再生能源與氫能技

術(shù)”項(xiàng)目：燃料電池車用氫氣純化技術(shù)（編號：2019YFB1505000）研究工作開展，在

本標(biāo)準(zhǔn)正式制定工作開始前，已開展了大量的研究工作，具備了開展本標(biāo)準(zhǔn)研制工作的

扎實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

2019年12月至2020年6月期間，起草工作組詳細(xì)研讀了氣體吸附法測儲(chǔ)氫的相關(guān)

的國內(nèi)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)及其引用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，同時(shí)收集、查閱了大量有關(guān)氫氣吸附表征

的技術(shù)文獻(xiàn)（詳見草案的參考文獻(xiàn)），最后經(jīng)多次探討、協(xié)商、修改，形成了本標(biāo)準(zhǔn)的

草案初稿。

2020年6月-2021年10月以討論稿形式多次進(jìn)行小范圍討論。收集和整理討論意

見并修改討論稿，同時(shí)進(jìn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。分別驗(yàn)證了重量法和靜態(tài)容量法的國內(nèi)外儀器的測

試并對結(jié)果進(jìn)行了分析。形成了修改后的標(biāo)準(zhǔn)草案。

2022年1月26日參加了“2022年推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)答辯會(huì)”，2022年12月30

日國標(biāo)委下達(dá)本標(biāo)準(zhǔn)制修定任務(wù)，國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目號為20221614-T-491，周期12個(gè)

月。

表1標(biāo)準(zhǔn)起草工作組人員名單

姓名職稱工作單位聯(lián)系方式在本標(biāo)準(zhǔn)中的職責(zé)

本標(biāo)準(zhǔn)整體工作，包括標(biāo)

閆曉英工程師國家納米科學(xué)中心yanxy@準(zhǔn)內(nèi)容編寫、征求意見、

相關(guān)文件的起草等

高級工程師、北京國氫中聯(lián)氫能科congmin.liu@chnenerg

劉聰敏內(nèi)容核驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

副總經(jīng)理技研究院

毛立娟高級工程師國家納米科學(xué)中心maolj@內(nèi)容核驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

高潔高級工程師國家納米科學(xué)中心gaoj@標(biāo)準(zhǔn)校對

代偉教授浙江師范大學(xué)daiwei@內(nèi)容核驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)校對

付鑫業(yè)務(wù)總監(jiān)殼牌（中國）有限公司Xin.Fu@內(nèi)容核驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)校對

王孝平教授級高工國家納米科學(xué)中心wangxp@標(biāo)準(zhǔn)校對

4

郭延軍教授級高工國家納米科學(xué)