Al与水反应产氢的技术具有常温常压下产氢、产氢量高（1kg Al产生0.11kg氢）、反应的副产物（AlOOH或Al（OH）₃）为化学中性、对环境无污染等特点。Al与水反应的副产物可以通过拜耳过程（Hall-Heroult process）还原成金属Al作循环使用或直接用于生产耐火材料和高铝水泥等。Al的价格相对低廉、在地壳中储量丰富（8.1%）。这些优点使得Al-水反应成为一种很有潜力的原位制氢技术，可以为便携式或千瓦级燃料电池提供氢源。近年来，Al-水反应产氢技术已取得了很大进展，各种Al的活化方法相继出现。同时，Al的产氢性能受到很多因素的影响，如反应温度、Al的形貌及颗粒大小、活化方法、水型及水质、搅拌速率、Al与水的质量比等。本文主要研究了纯Al粉体与水反应产氢的规律及其影响因素，具体研究内容如下：1、纯Al粉体在常压下与水反应产氢规律的研究研究了纯Al粉体在常压下与去离子水反应产氢的特性。结果表明，纳米及微米级纯Al粉体可以在常压下温水中与去离子水反应并产生氢气，纯Al粉体与水反应产氢的动力学规律可以用收缩核模型进行分析：在反应的初始阶段，Al与水反应产氢的速率由表面反应控制；随着反应的进行，表面的副产物越来越多，阻碍了水分子向内输运，这时Al与水反应产氢的速率由水分子在产物层中的扩散来控制。Al与水反应的活化能计算表明，活化能随着Al粉体粒径的增加而增加；当Al粉体的粒径从98.38nm增加到24.94μm时，反应的活化能从64.2kJ/mol增加到88.7kJ/mol。X-射线衍射（XRD）分析表明，Al与水反应产氢的副产物为AlOOH、Al（OH）₃或两者的混合物，主要由反应的温度决定。2、纯Al粉体和表面改性Al粉体与水反应产氢动力学差异的研究应用陶瓷材料的制备方法（混合、干燥、压片、高温真空热处理、粉碎和过筛等）制备得到γ-Al2O3表面改性的活化Al粉体，研究了纯Al粉体和改性Al粉体在相同条件下的反应动力学差异。结果表明，纯Al粉体和改性Al粉体与水反应产氢性能的差异主要体现在反应的初始阶段；改性Al粉体与水反应的诱导时间比纯Al粉与水反应的诱导时间短得多。这是因为改性Al颗粒表面的钝化膜为松散的γ-Al₂O₃相，具有较低的拉伸强度，从而使得Al颗粒表面层的Al:Al₂O₃界面上的H₂气泡具有较低的临界破裂气压。3、氧化物催化作用下Al与水反应产氢的研究研究了纯Al粉体在含有Al（OH）₃、γ-Al₂O₃、α-Al₂O₃或TiO₂粉体的悬浮液中的产氢特性。结果表明，上述氧化物或氢氧化铝悬浮颗粒的存在极大地促进了Al与水的反应产氢，缩短了反应的诱导时间。XRD分析结果显示，氧化物或氢氧化物在反应前后并没有发生变化，说明这些氧化物或氢氧化物只是充当Al-水反应的催化剂。机理分析表明，水分子在氧化物和氢氧化物表面会加速解离，从而有效促进了Al颗粒表面钝化层的水合过程，加速了Al-水反应。4、水中微量物质对Al与水反应产氢性能影响的研究研究了纯Al粉体在去离子水、蒸馏水、自来水及海水中的产氢特性，分析了以上水中的主要阴离子、阳离子和有机物。结果表明，水型对Al-水反应产氢有很大的影响。自来水和海水中的微量F-离子和微量有机酸离子对Al-水反应有明显的抑制作用，而其它阳离子和阴离子对Al-水反应的影响可以忽略不计。机理分析显示，F-离子和有机酸离子会与Al颗粒表面的铝醇基形成稳定的络合物，从而延缓了Al颗粒表面钝化膜的水合过程，抑制了Al-水反应。5、初始气压对Al与水反应产氢性能影响的研究研究了初始气压对Al与水反应产氢性能的影响。结果表明，Al与水反应的动力学与初始气压密切相关：反应的诱导时间随着初始气压从大气压开始降低而降低，然后达到一个最低值，最后随着初始气压的进一步降低而增加。机理分析表明，当初始气压接近水的饱和蒸气压时，诱导时间最短；当初始气压低于饱和蒸气压时，水沸腾，一些水蒸气泡经过或吸附在Al颗粒表面，阻碍了Al表面氧化膜的水合过程，从而增加了Al与水反应的诱导时间。