镁基储氢材料研究进展_迟洪忠
中温高密度低成本镁基固态储氢材料
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镁基储氢材料研究领域新进展
镁基储氢材料研究领域新进展
近日，本中心储氢材料课题组在镁基储氢材料研究领域取得新进展，相关研究成果发表于Chemical Communications期刊上，题为”Highly efficient bimetal synergetic catalysis of multi-wall carbon nanotubes supported palladium and nickel on hydrogen storage of magnesium hydride”。
镁基储氢材料作为金属储氢材料是国内外的研究热点，但是存在吸放氢温度较高以及吸放氢动力学性能较差的缺点，而通过在材料中添加催化剂被证明是改善材料储氢性能的有效方法。
该研究通过两步还原法在多壁碳纳米管上分别担载纳米钯和纳米镍，制备出具有协同效应的纳米双金属复合催化剂。
这种催化剂不仅具有优良的结构特征，而且对于采用氢化燃烧合成复合机械球磨工艺制备的镁基储氢材料具有良好的催化效果：在373 K，100 s内吸氢量达到6.44 wt.%；在523 K，1800 s 内放氢量达到6.41 wt%；在573 K，400 s内即达到饱和放氢量6.70 wt%，相关研究结果获得了审稿人的高度肯定，该成果对于镁基储氢材料的研究与开发具有积极的参考意义。
a b
c d
附图：TEM and HRTEM images of the as-prepared catalyst (a, b) and Hydrogen
absorption/desorption curves of the Mg-based hydrogen storage materials (c, d)。
2024年镁基储氢材料市场分析现状
2024年镁基储氢材料市场分析现状引言储氢技术是可持续发展能源领域的热门研究方向之一。
镁基储氢材料由于其高储氢容量和良好的再生性能而备受关注。
本文将对镁基储氢材料市场的现状进行分析，并探讨其发展前景。
市场规模目前，镁基储氢材料市场规模较小，但正在快速增长。
根据市场研究公司的数据，2019年全球镁基储氢材料市场规模约为X亿美元，预计到2025年将增长到X亿美元。
这一增长主要受到能源行业对清洁能源技术的需求增加和政府对可持续能源发展的支持影响。
市场驱动因素镁基储氢材料的市场增长主要受以下因素驱动：1.清洁能源需求增加：随着能源行业对清洁能源的需求不断增加，镁基储氢材料作为一种可再生能源储存技术备受关注。
其高储氢容量和短充放电时间使其成为替代传统能源储存技术的有力竞争者。
2.政府政策支持：各国政府纷纷出台政策以促进可持续能源的发展，对镁基储氢材料的研发和应用给予了支持。
政府补贴和税收减免等政策措施将进一步推动镁基储氢材料市场的增长。
3.新能源汽车需求增长：随着对传统燃油汽车的环保要求不断提高，对新能源汽车的需求呈现明显增长趋势。
镁基储氢材料作为电池材料的重要组成部分，其需求与新能源汽车市场的发展密切相关。
市场挑战尽管镁基储氢材料市场前景广阔，但仍面临一些挑战：1.成本高昂：目前镁基储氢材料的生产成本较高，使其在市场上难以竞争传统能源储存技术。
降低生产成本是市场发展的关键。
2.储氢效率与安全性：镁基储氢材料在储氢效率和安全性方面仍需改进。
目前材料的充放电效率较低，且易于氧化。
相关研究需要解决这些问题，以提高材料的性能。
3.技术标准缺乏：镁基储氢材料市场缺乏统一的技术标准，这对于市场规模的扩大和行业的健康发展构成了一定的阻碍。
相关行业协会应推动标准的建立，以促进行业的发展。
市场前景尽管面临一些挑战，镁基储氢材料市场的前景仍然广阔。
随着清洁能源需求的增加和政府政策的支持，市场有望快速增长。
未来几年，预计镁基储氢材料的研发将取得突破性进展，降低生产成本和提高储氢效率。
新型高容量镁基复合储氢材料的制备及性能研究
新型高容量镁基复合储氢材料的制备及性能研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，寻找高效、环保的能源存储和转换技术已成为科研领域的重要任务。
氢气作为一种清洁、高效的能源载体，其储存和运输技术成为了研究的热点。
镁基复合储氢材料因其高储氢容量和良好的安全性，被认为是一种具有广阔应用前景的储氢材料。
然而，镁基储氢材料在实际应用中仍存在一些挑战，如储氢动力学性能差、吸放氢温度高以及循环稳定性不足等问题。
因此，研究新型高容量镁基复合储氢材料的制备及性能，对于推动氢能技术的发展具有重要意义。
本文旨在通过深入研究新型高容量镁基复合储氢材料的制备工艺、微观结构、储氢性能及机理，为解决镁基储氢材料在实际应用中的关键问题提供理论支撑和技术指导。
研究内容包括但不限于：镁基复合储氢材料的制备工艺优化、复合添加剂的选择与设计、材料的微观结构表征、储氢动力学性能评估、热力学稳定性分析以及循环寿命测试等。
通过本文的研究，期望能够为开发高效、稳定的镁基复合储氢材料提供新的思路和方法，推动氢能技术的实际应用和产业化进程。
二、镁基储氢材料的基本理论镁基储氢材料作为一种重要的储氢介质，其基本理论主要涉及氢在镁中的溶解与析出过程、镁基储氢材料的热力学和动力学特性，以及储氢过程中的相变和微观结构变化等方面。
氢在镁中的溶解与析出过程是一个典型的金属-氢体系反应。
在适当的温度和压力下，氢原子能够进入镁的晶格中形成固溶体，即镁氢化合物。
这一过程中，氢的溶解度和镁的氢化反应动力学特性是决定储氢性能的关键因素。
镁基储氢材料的热力学特性主要研究氢在镁中的溶解热、氢化反应的热力学函数变化等。
这些热力学参数对于理解储氢过程的能量变化和优化储氢条件具有重要意义。
储氢过程中的相变和微观结构变化也是镁基储氢材料研究的重要内容。
随着氢的吸附和释放，镁基材料会发生相变，如从α-Mg转变为β-MgH2等。
这些相变伴随着微观结构的变化，如晶格膨胀、晶界迁移等，对储氢性能产生直接影响。
镁基储氢材料
镁基储氢材料引言镁基储氢材料是一类能够储存氢气的材料，其中镁作为主要基底。
储氢材料的研究对于解决氢能源储存和利用中的关键问题具有重要意义。
镁基储氢材料因其高储氢容量、低储氢温度、良好的可逆性和丰富的资源等特点，受到了广泛关注。
本文将深入探讨镁基储氢材料的研究现状、关键问题以及未来发展方向。
研究现状镁基储氢材料的研究始于上世纪70年代，现如今已经取得了一系列重要进展。
根据其结构特点，镁基储氢材料可以分为金属镁、合金化镁和化合物镁三大类。
金属镁金属镁是一种典型的储氢材料，具有较高的理论储氢容量（7.6 wt%）。
然而，金属镁的储氢动力学性能较差，需要较高的温度和压力才能实现储氢和释放氢气。
近年来，研究人员通过微合金化、纳米化和掺杂等手段改善了金属镁的储氢性能，但仍存在储氢速率慢、反应活性差等问题。
合金化镁合金化镁是指将金属镁与其他金属元素形成合金，以改善储氢性能。
常用的合金化元素包括钛、钯、镍等。
与金属镁相比，合金化镁具有更高的储氢容量和较好的储氢动力学性能。
然而，合金化镁材料的制备成本较高，且存在着较大的环境和安全隐患。
化合物镁化合物镁是指镁与其他非金属元素形成的化合物，如氮化镁、碳化镁等。
化合物镁具有良好的储氢性能和较高的储氢容量，是目前研究的重点之一。
研究人员通过材料设计、结构优化等方法，克服了化合物镁的热稳定性和储氢动力学性能等问题，取得了一些突破性进展。
关键问题在镁基储氢材料的研究中，还存在一些关键问题亟待解决。
储氢容量镁基储氢材料的储氢容量仍然偏低，远不能满足实际应用的需求。
研究人员需要进一步提高储氢容量，以达到实用化的要求。
储氢动力学性能金属镁和合金化镁材料的储氢动力学性能相对较差，储氢反应速率较慢。
而化合物镁虽然具有较好的储氢动力学性能，但其反应温度较高。
因此，研究人员需要设计合适的催化剂和控制储氢反应条件，以提高储氢动力学性能。
储氢/释氢温度金属镁和合金化镁材料需要较高的温度才能实现储氢和释放氢气。
2024年镁基储氢材料市场发展现状
2024年镁基储氢材料市场发展现状1. 引言镁基储氢材料作为一种重要的能源储存材料，具有高储氢容量、快速充放电速度和良好的安全性等优点。
近年来，随着清洁能源的发展和环境保护意识的日益增强，镁基储氢材料市场逐渐兴起。
本文将介绍镁基储氢材料市场的发展现状及未来趋势。
2. 镁基储氢材料的分类镁基储氢材料主要分为二次反应型和原位反应型两种。
二次反应型镁基储氢材料是指在储氢过程中，镁与其他物质反应形成储氢化合物；原位反应型镁基储氢材料则是指镁本身作为储氢剂直接参与反应。
根据不同储氢温度和压力要求，还可以将镁基储氢材料进一步分为高温储氢材料和常温储氢材料。
3. 镁基储氢材料市场现状3.1 市场规模目前，镁基储氢材料市场规模相对较小，但呈现出快速增长的趋势。
镁基储氢材料被广泛应用于储氢电池、燃料电池、氢气发生器等领域。
随着新能源汽车的快速发展，镁基储氢材料市场有望迎来更大的机遇。
3.2 技术进展近年来，镁基储氢材料的研发取得了一系列突破性进展。
研究人员通过优化材料结构和改进储氢反应方式，提高了镁基储氢材料的储氢效率和循环稳定性。
此外，一些新型的镁基储氢材料如金属有机框架材料（MOFs）和纳米材料等也被广泛研究。
这些技术进展有助于提升镁基储氢材料的性能，推动市场的发展。
3.3 市场驱动因素镁基储氢材料市场的发展受到多个因素的驱动。
首先，环境保护政策的支持促进了清洁能源的发展，进而推动了镁基储氢材料市场的增长。
其次，镁基储氢材料具有高储氢容量、快速充放电速度和良好的安全性等优点，符合新能源汽车的需求。
此外，镁基储氢材料的研发进展和成本降低也为市场提供了增长动力。
4. 镁基储氢材料市场前景4.1 发展机遇随着清洁能源的推广和新能源汽车市场的发展，镁基储氢材料市场将迎来更大的机遇。
镁基储氢材料的高储氢容量和快速充放电速度，使其成为理想的能源储存材料。
此外，镁基储氢材料的研发进展和成本降低将进一步推动市场的发展。
4.2 挑战与对策尽管镁基储氢材料具有广阔的市场前景，但仍面临一些挑战。
镁基储氢材料催化的研究进展
镁基储氢材料催化的研究进展*应燕君1,曾小勤1,2,常建卫1,邹建新1,丁文江1,2(1 上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心,上海200240;2 上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室,上海200240)摘要 过去十几年国内外对镁基储氢材料的催化剂研究表明,使用催化剂能够有效改善材料的表面特性,提高材料的吸放氢动力学性能。
目前常用的催化剂体系有过渡族金属、金属氧化物、金属卤化物、金属间化合物以及碳素非金属。
通过比较发现,不同种类的催化剂催化效果不同,相应的催化机理也有所差异。
目前,国外研究者已发现几种催化剂共同催化的效果显著,国内应加强金属间化合物和碳素材料催化剂以及不同催化剂共同作用方面的研究。
关键词 镁基储氢材料 催化剂 过渡族金属 金属氧化物 金属卤化物 金属间化合物 碳素材料Research Progress of Catalysts for Mg based Hydrogen Storage MaterialsYING Yanjun 1,ZENG Xiaoqin 1,2,CHAN G Jianw ei 1,ZOU Jianxin 1,DING Wenjiang 1,2(1 Shanghai Eng ineer ing R esear ch Cent er of M ag nesium M at erials and A pplicat ion,Schoo l of M aterials Science and Eng ineering ,Shang hai Jiao T ong U niv ersity ,Shanghai 200240;2 K ey State L abo rato ry o f M etal M atrix Composit e,School of M ater ials Science and Eng ineering ,Shang hai Jiao T ong U niv ersity ,Shanghai 200240)Abstract T he cat aly sts o f M g based hydro gen st orag e materials are studied in the past decades.It sho ws that cataly sis is one of the critica l factor s in impr ov ing hydro gen so rptio n kinetics for meta l hydride systems.A ll the cata ly sts ar e consisting o f t ransitio n metals,metal ox ides,metal halides,intermetallic compounds and non metal com po unds.T he int ermetallic compounds and non metal compounds sho w gr eat cata lysis abilities in r ecent researchs.T he cataly tic effect and cataly tic mechanism of all abov e cat alysts ar e review ed.Key words M g based hydrog en stor age materials,cataly sts,transitio n metal,meta l ox ides,metal halides,in termetallic compounds,non metal co mpo unds*上海市科委重点专项(10DZ2211000)应燕君:硕士研究生 曾小勤:通讯作者,教授,博士 T el:021 ******** E mail:x qzeng@0 引言近年来,随着全球温室效应和环境污染的日益加剧,人们开始关注新型能源材料 储氢材料的研究和开发。
镁基储氢材料研究进展
合金可以提高合金氢化物的解吸
等 温线 放 氢 平 台压 ， 实 验 室 以 本
前 的工作也发 现 。ｉ ｃ 取 代 Ｔ和 ｕ 后 的 Ｍｇ ｉ 系合 金氢 化物 的解 吸 Ｎ
等温 线 平 台 压得 到 明 显 提 高 ， 从 而 改 善 了 吸 、 氢 特性 。 由此 可 放
取得 的 巨大 突破 ， 以及 氢 能 汽 车 的发 展 ， 发 安全 、 量 轻 、 构 开 重 结 紧 凑 的氢 气 存储 材 料 迫 在 眉 睫 。
） 系列合金 中，ｏ ｃ 取代 的合 ｃ和 ｒ 金 吸 氢 量 比 Ｍｇ ｉ 加 。 Ｌｚ — 增 Ｎ ＿ａ
ｌｓｉ 报 导 了 Ｃ ｕｋ 等 ｕ取 代 的 Ｍｇ ｉ ｚ Ｎ
元 素取 代 不仅 能 明 显改 善 Ｍｇ ｉ ２ Ｎ 系储氢 合金 的吸 、 放氢 性能 ， 在另
一
方面． 元素取代也能显著提高
应 ，球磨结束时合金中储氢量达
到 １ ％。Ｓｎ 等采 用机 械球 磨 、 ． ６ ｏｇ 熔 炼和烧 结 的方法 制备 了合金样 品 。使合 金 的吸放 氢性 能得 到改
传 统 冶 金法 以外 的新合 成 方 法 。
土） ， 等 通过粉末冶金或机械合金 化 的方 式制 成复 合材料 。在 这方
面方 面 ．印 度 Ｂ ｎｒｓＨｉｄ ａａａ ｎ ｕ大 学物 理 系 的 Ｐ Ｍａｄｌ 人做 了 ． ｎａ 等
２０ ． ・ 舶 物 资与 市场 ０８６ 船
代 Ｎ． ｉ 和用主族金属元素部分取 代 Ｍｇ ｉ ｔ等 人研究 了结 构 为 。Ｈｒ ａ ａ
镁基储氢材料 由于储氢量高 ， 资
源丰 富 、 成本 低 廉 ， 公 认 为 最 被
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镁基储氢材料研究进展Development in the Research of M agnesiumBased Hydrog en Storage M at erials迟洪忠,陈长聘,李弘波,任国新(浙江大学材化学院金属材料研究所,杭州310027)CHI H ong-zhong,CHEN Chang-pin,LI Ho ng-bo,REN Guo-xin(Institute of M etallurgy,College of M aterials Science andChemistry Engineering,Zhejiang U niversity,Hangzhou310027,China)摘要:从气固反应的角度对近几年镁基储氢材料研究中的新技术和新方法进行了综述。
主要包括球磨法、晶态及非晶态改性、烧结法和添加添加剂等方法。
并简要对各种方法的工艺条件及所制备产物的吸放氢性能进行了讨论。
关键词:储氢材料;金属氢化物;镁及镁基合金;制备方法中图分类号:T G139.7 文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2002)08-0044-05Abstract:Fr om the g as reaction points of view,recent developm ent in new methods and technolog ies o f mag nesium based hydrogen storag e materials w ere sur vey ed.Special attention w as focused on the preparation methods including ball mill,nano-amor phous-str ucture mater ials,combustion synthesis and additives.T he absor ption-desor ption characteristics of the obtained product and the technolo gi-cal conditio ns of each method w as also discussed.Key words:hydr ogen storage materials;metal hydr ides;mag nesium and magnesium based allo ys; preparation method 对能源使用和环境保护的兼顾,引发了人们对氢能的关注。
氢能是可再生的清洁能源,具有可存储、可输运、可灵活利用的特点[1]。
氢气的储存与输送可以采用气态、液态和固态三种方式。
但从安全和效益的角度讲,由于金属氢化物有与液体氢相同或更高的储氢密度,而且安全指标好,所以固态储氢更为安全可行。
尤其是镁基材料,重量轻、价格低、原料丰富、储氢能力强,被认为是最有发展前途的固态储氢介质。
纯镁的理论储氢量高达9.1%(m ass fr action),实际为7.6%,但是热力学性能稳定,动力学性能较差,要求在高于673K的条件下才可能放氢。
为了使含镁金属氢化物可以在低温(<473K)条件下使用,就需要采用一系列方法改善其吸放氢性能。
下面从气固反应的角度对近几年国际上新兴的技术和方法加以综述。
1 球磨法改性 球磨法可以在不增加成本、储氢量减少尽可能小的情况下,对材料储氢动力学性能进行改善。
球磨过程中,磨球高速冲击试样,使试样发生塑性形变、出现结构缺陷、应力增大、样品体系自由能增加。
球磨后,试样成分均匀、出现非平衡态的相结构( -Mg H2→ -M gH2)。
由于试样颗粒尺寸减小,氢扩散所需长度缩短;比表面积增大,金属氢化反应可成核位置增加,这些都有利于提高镁基材料的吸放氢性能[2-4]。
为避免球磨过程中镁的氧化,球磨时通常需要Ar气保护。
近几年,氢气氛下的反应球磨技术取得了大的发展[5-8,11]。
反应球磨产物一般具有吸放氢条件相对其它方法更为柔和、不需活化和吸放氢速率快的特点。
从反应机理角度分析:吸放氢时,金属或金属氢化物需要经过成核和长大的过程。
在Ar气下球磨的产物,通常需要在第一次吸放氢操作时,完成这一步骤,而且还要避免被氧化。
对反应球磨产物而言,在球磨过程中,由于样品体系自由能升高,成核势垒容易克服,成核、长大的过程可先期完成。
所以实际吸放氢时,只需进行速度较快的氢扩散过程。
而且,金属氢化物层本身对氧化反应有一定的抵抗作用,这使得吸放氢操作条件更为宽松。
J-L.Bobet[5]和P.Tessier[7]分别研究了不同气氛条件球磨镁基材料的情况,他们的研究表明:氢气的量会影响最终产物的组成成分。
当氢气充足时,球磨生成镁及镁基合金的完全氢化物。
吸放氢时,即使暴露在大气中一段时44 材料工程/2002年8期 间,也会因为氢化物层的保护而不需活化;当氢气量不足时,M g和Ni球磨的产物是M g2NiH4和M g2NiH0.3的混合物;而在Ar气下球磨的产物,第一次吸氢一般不会达到最大容量。
如果经过大气暴露,则在吸氢前需要活化。
2 纳米及非晶态改性B.Vig eholm和C.Stander曾证明:当氢化物层厚度超过30～50 m后,氢化反应由于氢扩散及金属氢化成核困难而停止。
或者说,只有当金属颗粒直径在60～100 m之间时,才有可能被完全氢化。
纳米及非晶态材料具有优异的低温吸放氢性质,原因在于这一类材料有较多的缺陷和晶界。
纳米材料的表面或界面往往是晶格严重畸变的非晶态结构,这种结构为氢的扩散提供了通道,使得氢原子很容易透过,扩散变得容易。
另外,纳米材料比表面积较大,氢原子扩散容易,金属氢化物的成核区域不必局限在材料的表面。
再有纳米材料体积小,氢向晶体中心扩散所需的距离减小,扩散时,阻碍扩散的金属氢化物层薄。
文献[9]的研究表明:当颗粒直径在50～100 m 之间时,只有在673K、退火后的M g才可以吸氢(< 2%);当M g颗粒的直径在20～30nm之间时,吸氢速度最快,不必活化即可吸氢573K,100min,6%。
对M g及M g基材料添加金属或化合物所形成的纳米储氢材料,可进一步改善材料的吸放氢性能[10～12]。
非晶储氢材料可以通过急冷或球磨的方法制备。
采用球磨法制备时,成本低,材料组成范围大。
S.Orimo[17]在研究用球磨法制备M g-x(atom frac-tio n/%)Ni(x=33,38,43,50)时发现:随着Ni 含量的增加,非晶成分增加,放氢温度降低。
x=50时,可以形成完全非晶态的M gN i合金,放氢温度为373K。
他根据样品的晶态组成,将样品分成三个区域:完全晶态区、完全非晶区及两者之间区。
然后通过各个区域的体积分数和最大储氢量,分别估算了所制备样品的最大储氢能力,并与试验进行了对比。
S.J. Ji[14]等人通过球磨得到Ni为30%～70%(ato m frac-tio n)的M gNi非晶态材料,他们认为非晶化反应依赖反应物的物料组成。
可用下面的反应式简单表示。
对于富镁组成: M g(c)+Ni(c)→M g2Ni(c)→M g(1-x)Ni x(a)(30%< x<43%)对于富镍组成: M g(c)+Ni(c)→M g(1-x)Ni x(a)(50%<x<70%)式中,下脚标分别表示晶态(c)和非晶态(a)。
Tony Spasso r[15,16]等人对经急冷制备的M g NiY 及Mg NiMm(M m代表富镧铈混合稀土)的研究表明:所制备的样品是大量2～3nm的M g2Ni(Y)相沉浸在非晶态物质中。
该类材料在循环吸放氢操作时,非晶态物质要晶化为纳米物质。
但是比较晶化前后的吸放氢性能表明:尽管晶化后开始吸氢速度有所减缓,但延长吸氢时间后,仍能达到未晶化前的最大吸氢量。
一般认为:纳米及非晶物质的热稳定性差,在储氢循环操作时,会有晶核的生长。
文献[9,17]对纳米储氢材料的热稳定性进行了研究。
对纳米Mg H2进行多次吸放氢循环操作后(>20次),样品既没有晶粒生长,也没有粉化。
在673～723K时观测到Mg的重结晶现象,却没有发现M g晶生长[9]。
M gH2+5%V (atom fr actio n)化合物的吸放氢循环结果表明[17]: 2000次循环后,化合物晶格常数保持不变、晶粒尺寸变大、内应力减小、没有粉化现象。
样品吸放氢动力学性能在循环前后没有明显变化。
3 烧结法 镁的熔点较低、与其他金属或合金熔融过程中有较大的挥发,使最终产物的物料组成与设计的有所偏差。
烧结法针对镁在熔融过程中的较大挥发而设计,其通常操作步骤为:将经过粉碎或研磨后的粉料按一定的比例充分混合,然后压成薄片,再在一定温度下、钽箔中烧结一定时间(Ar气保护),得到最终设计的物相。
烧结反应具有反应过程短、设备简单、所得产物纯度高、耗能少等优点。
但由于反应速度较快,其过程是一个非平衡过程,最终的产物一般是多相物质,不能简单地用相图来分析[18,20]。
文献[18,19]对M g-x LaN i5(20≤x≤50)烧结产物的相结构和吸放氢动力学性能进行了研究。
发现烧结产物的物相组成不受温度的影响,只由LaNi5的量决定。
随着LaNi5地增多,单独的Mg相和(M g +M g2Ni)相逐渐减少,直至消失;当LaNi5增加到50 %(mass fr actio n)时,烧结产物只含(M g2Ni+ La2M g17)相。
放氢时,其动力学性能由镁的氢化物决定,即烧结过程中形成的La2M g17转化为镁和镧的氢化物,不直接参与放氢反应。
因此压力-组成-温度曲线上只有两个平台,分别与M g和M g2Ni相对应。
随着LaNi5的增多,高压平台逐渐增长(对应M g2NiH4),但平台总长度缩短。
1997年,另一种烧结技术由T.Akiy ama[21]提出来。
该技术是将按预定比例混合的试样粉末直接在高温氢气流中合成氢化物,可称其为氢化烧结合成法。
45 镁基储氢材料研究进展与传统方法相比,它利用固相反应放热,在不经熔融的情况下直接将反应物合成其氢化物。
Liquan .Li 等人对经氢化烧结合成的M gN iH 4进行了一系列的研究[22-24]。
他们认为氢化烧结合成M gNiH 4的反应机理[22]是(图1):加热时,首先生成M gH 2(0号峰);随着温度的升高,Mg H 2分解为M g 和H 2(1号峰);温度进一步升高,出现部分熔融镁和镍的共晶反应(2号峰)以及镁和镍直接化合成Mg Ni 2的反应(2号峰)。
冷却时,由于金属氢化物造成的体积膨胀,使得在冷却的过程中很容易生成M g 2NiH 4(3号峰);温度继续降低,M g 2NiH 4则从高温时的立方晶格结构转化为低温时的单斜结构(4号峰)。