镁基储氢材料

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镁基储氢合金

镁基储氢合金

镁基储氢合金什么是镁基储氢合金?镁基储氢合金是一种将氢气吸附在镁基合金中储存的新型材料。

镁基合金由镁和其他金属或非金属元素混合而成,能够以化学反应的形式吸附和释放氢气。

镁基储氢合金具有高储氢容量、可逆吸附和释放氢气、低成本等优点,因此被广泛研究和应用于储氢领域。

镁基储氢合金的优势1. 高储氢容量镁基储氢合金具有高储氢容量的特点,可以在较小的体积内存储大量的氢气。

这对于氢能源的应用非常有利,可以有效提高能源的储存密度,降低储氢系统的体积和重量。

2. 可逆吸附和释放氢气镁基储氢合金具有可逆吸附和释放氢气的能力。

在一定的温度和压力条件下,合金可以从气相中吸附氢气并形成化合物。

当需要释放氢气时,可以通过控制温度和压力来使合金释放氢气。

这种可逆性使得镁基储氢合金具有很高的重复使用性和可靠性。

3. 低成本相比于其他储氢材料,镁基储氢合金具有低成本的优势。

镁是地壳中丰富存在的元素,而且成本相对较低。

合金的制备过程也相对简单,可以采用常规的冶金工艺进行生产,不需要额外的昂贵设备和技术。

4. 环保可持续镁基储氢合金在储氢和释放氢气的过程中没有任何污染物的排放,属于环保可持续的能源储存方式。

与燃烧化石燃料释放大量CO2等温室气体相比,镁基储氢合金可以有效减少对环境的影响。

镁基储氢合金的应用1. 氢能源储存镁基储氢合金可以作为氢能源储存的重要材料。

通过将合金与氢气反应生成化合物的方式,可以将氢气以可逆的形式储存起来。

储氢系统可以与燃料电池等氢能源装置配合使用,提供持久的、可再生的能源供应。

2. 汽车工业镁基储氢合金可以应用于汽车工业,用于汽车的燃料储存和传递。

目前,氢燃料电池汽车已经成为一种重要的可持续交通方式。

镁基储氢合金可以作为汽车燃料储存系统的关键部件,实现氢能源的高效利用。

3. 电力领域镁基储氢合金可以用于电力领域的能源储存和调节。

通过将合金与氢气反应储存,可以在需要时释放氢气,生成电能供应给电力系统。

这种储能方式可以有效平衡电力系统的供需关系,提高电网的稳定性和可靠性。

镁基储氢材料电化学性能简述

镁基储氢材料电化学性能简述

镁基储氢材料电化学性能简述面对近年来日益严重的能源危机,世界各国纷纷采取切实措施,保护环境,开发新能源。

氢能这一新能源体系就是在这样的背景下应运而生的。

一、镁基合金的性能镁基储氢合金作为理想的固态储氢材料,具有储存量大(Mg2NiH4的储氢量为3.6wt%,理论电化学容量为999mAh/g)、资源丰富、价格低廉,比重小,对环境友好等优点,被认为是极具潜力的车载储氢材料。

镁基储氢合金形成的氢化物在室温下稳定不易脱氢,有高的放氢过电位和低的放氢量,很难室温条件下的实际应用。

二、改善镁基储氢合金性能的主要方法实现镁基储氢材料实际应用的关键就是提高抗腐蚀能力。

1.改善镁基储氢合金性能的主要方法有:1.1采用机械球磨或合金化制备纳米晶或是非晶的储氢材料。

机械合金化(MA)是用具有很大动能的磨球,将不同粉末重复地挤压变形,经断裂、焊合,再挤压变形成中间复合体。

这种复合体在机械力的不断作用下,不断地产生新生原子面,并使形成的层状结构不断细化,从而缩短了固态粒子间的相互扩散距离,加速合金化过程。

由于原子间相互扩散,原始颗粒的特性逐渐消失,直到最后形成均匀的亚稳结构。

1.2元素取代。

镁基合金电化学主要缺点是在碱液中易被氧化成Mg(OH)2,因此抗腐蚀性差,采用组元替代和比例调整主要是提高合金电极的循环寿命和放电容量。

在Mg50Ni50或Mg2Ni合金的基础上,通过添加第三、第四或更多组元,对Mg侧或Ni侧单独或者同时部分替代,以提高Mg系合金循环稳定性的一种方法1.3表面处理。

镁系储氢合金的循环稳定性差,主要是因为循环过程中,合金表面被氧化成Mg(OH)2所致。

表面处理的目的是在基本不改变镁合金的整体性质的条件下,改变合金的表面状态,延缓Mg(OH)2层的形成,并在表面保持较多的活化点,以利用表面电荷交换和氢离子的活化电离与扩散。

2.目前研究的合金表面处理方法主要有:2.1表面化学镀;2.2球磨包覆;2.3氟化处理;2.4无机酸处理等。

镁基稀土储氢材料

镁基稀土储氢材料

镁基稀土储氢材料随着全球环保意识的不断提高,新能源的发展成为了全球能源发展的热点方向。

储氢材料作为新能源储存的关键技术之一,在全球范围内得到了广泛的关注。

而稀土是储氢材料的重要组成部分,尤其是镁基稀土储氢材料,具有独特的储氢性能,成为各国研究的热点之一。

镁基稀土储氢材料是一种将稀土元素与镁合金相结合的新型材料,其储氢性能优越,可以作为新能源小型储氢装置的理想选择。

首先,镁基稀土储氢材料具有较高的储氢密度。

这是因为稀土元素具有较高的储氢能力,而镁具有较高的原子活动度和丰富的氢化物相,能够形成一种稳定的储氢化合物,从而实现高密度的储氢。

其次,镁基稀土储氢材料具有较好的储氢反应速率和反应动力学性能。

这是因为稀土元素能够改善镁的储氢反应速率和反应动力学性能,从而提高储氢速率和反应动力学性能,使储氢反应更加稳定和快速。

此外,镁基稀土储氢材料还具有较好的储氢循环稳定性和循环寿命,可以通过调控合金组成和微观结构来优化其循环稳定性和循环寿命,从而实现长期的可靠储氢。

镁基稀土储氢材料的制备方法有多种,其中比较常用的是机械球磨法和热力学合成法。

机械球磨法是一种低温合成方法,能够实现粉末材料的快速合成和充分混合,从而提高储氢性能。

而热力学合成法则是一种高温合成方法,通过高温热处理能够实现材料的快速合成和结晶化,从而提高储氢性能。

此外,还有气相沉积法、溶胶-凝胶法、快速凝固法等多种制备方法。

近年来,各国针对镁基稀土储氢材料的研究取得了许多重要进展。

例如,日本研究团队在镁基稀土储氢材料的制备和储氢性能优化方面取得了一系列创新性进展;美国研究人员则通过调控镁基稀土储氢材料的微观结构和物理性质,实现了其储氢性能和循环寿命的明显提升;中国研究人员也通过优化合金相组成和微观结构等方面来改善该材料的储氢性能,取得了许多具有实际应用价值的成果,如镁合金稀土添加体系制备高容量、高效率的镁储氢合金等。

镁基固态储氢技术

镁基固态储氢技术

镁基固态储氢技术
镁基固态储氢技术是一种利用镁合金材料固定氢气的储氢技术。

下面是镁基固态储氢技术的基本原理和特点:
基本原理:镁在一定条件下可以与氢发生反应形成镁合金。

在镁基固态储氢技术中,镁合金作为储氢材料,通过吸收和释放氢气来实现氢气的储存和释放。

当镁合金与氢气接触时,镁会吸收氢气形成氢化镁化合物(MgH2)。

当需要释放储存的氢气时,可以通过加热或加压等方式将氢化镁分解为镁和氢气。

特点:
1.高储氢密度:镁基固态储氢技术具有较高的储氢密度,镁合金可以吸收和释放大量的氢气,从而实现高容量的氢气储存。

2.相对安全:相比液态储氢技术,镁基固态储氢技术相对安全。

氢化镁化合物的热稳定性较高,需要较高温度才能分解,降低了氢气泄漏和爆炸的风险。

3.镁资源丰富:镁是地壳中丰富的元素之一,资源相对充足,使用镁作为储氢材料具有可持续性和经济性的优势。

4.周转性能较强:镁合金具有较好的反复储氢和释放氢的性能,具备良好的循环稳定性和反应动力学特性。

然而,镁基固态储氢技术也面临一些挑战,例如镁与氢气的反应速率较慢,需要提高反应速率以提高储氢和释放氢的效率;氢化镁化合物的热解温度较高,需要较高温度才能实现氢气的快速释放等。

因此,目前仍需要进一步的研究和发展,以提高镁基固态储氢技术的实用性和经济性。

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镁基氢储能材料

镁基氢储能材料

镁基氢储能材料全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:镁基氢储能材料是一种新型的储能材料,具有很高的储氢容量和较低的能量密度,是一种很有潜力的替代传统能源的新型材料。

随着清洁能源的发展和氢能经济的兴起,镁基氢储能材料备受关注,被认为是未来能源领域的一大突破。

本文将详细介绍镁基氢储能材料的制备方法、特性和应用前景。

一、镁基氢储能材料的制备方法镁基氢储能材料的制备方法主要包括机械合金化法、溶液法、气相法等。

机械合金化法是一种较为常见的制备方法,具体过程为将镁粉和氢气充分混合,并在一定条件下进行高温高压反应,将氢气吸附于镁粉表面形成储氢材料。

溶液法则是将氢化镁与溶剂进行反应,制备出氢化镁溶液,再通过脱水或干燥等方式将溶液中的氢化镁转化为固态储氢材料。

气相法则是将镁粉与氢气在高温高压环境下进行反应,制备出储氢材料。

镁基氢储能材料具有很高的储氢容量和较低的能量密度。

镁的氢化反应是吸放热反应,吸热量较大,每克镁可以储存大约7.6%的氢气,具有很高的储氢容量。

镁基氢储能材料还具有较低的能量密度,占据空间小,适合在轻量化储氢系统中应用。

镁基氢储能材料还具有良好的循环稳定性和储氢/放氢速率,可以满足多种工况的需求。

镁基氢储能材料具有广阔的应用前景。

镁基氢储能材料可以作为氢能源的储存媒介,可用于储氢罐、氢燃料电池等领域。

镁基氢储能材料还可作为能量储备材料,用于太阳能、风能等清洁能源的储存和输送。

镁基氢储能材料还可以作为动力源,用于无人机、电动车等电力设备的动力输出。

第二篇示例:一、镁基氢储能材料的基本原理镁基氢储能材料是通过将氢气与镁金属反应生成镁氢化物的方式来实现能量的储存。

在此反应过程中,氢分子会进入到镁金属的晶格内,形成镁氢化物。

当需要释放能量时,只需将镁氢化物加热或者施加压力,就能释放出储存的氢气,从而实现能量的释放。

1. 能量密度高:镁基氢储能材料的理论能量密度达到1300Wh/kg,远高于传统的储能技术如锂离子电池的能量密度。

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

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。

2023年镁基储氢材料行业市场前景分析

2023年镁基储氢材料行业市场前景分析

希罗达 (Hycamtin)治疗的疾病及其副作用希罗达(Hycamtin)是一种用于治疗特定疾病的药物,主要用于治疗卵巢癌和小细胞肺癌。

然而,如同其他药物一样,希罗达在治疗疾病的过程中可能会产生一些副作用。

本文将介绍希罗达治疗的疾病以及其可能的副作用。

一、希罗达治疗的疾病1. 卵巢癌卵巢癌是一种常见的妇科恶性肿瘤,常常无明显症状早期发现较为困难。

在卵巢癌的治疗中,希罗达被用作化疗药物之一,可用于治疗复发或难治性卵巢癌。

希罗达可以通过抑制肿瘤细胞的生长和分裂来遏制卵巢癌的进展。

2. 小细胞肺癌小细胞肺癌是肺癌的一种类型,其生长速度较快且容易发生转移。

希罗达在小细胞肺癌的治疗中起到辅助化疗的作用,可以与其他抗癌药物联合使用,以控制肿瘤的生长和扩散。

二、希罗达的副作用1. 消化系统反应服用希罗达后,患者可能会出现一系列消化系统反应,如恶心、呕吐、腹泻等。

这些不良反应通常是轻度或中度的,可通过饮食调整、药物缓解等方法进行处理。

2. 骨髓抑制希罗达可能会对骨髓造成一定程度的抑制,导致白细胞、红细胞和血小板的数量下降。

这可能导致免疫力下降、贫血和易出血等情况。

在治疗过程中,医生会密切监测患者的血液指标,并根据需要采取相应的治疗措施。

3. 心脏毒性希罗达可能会对心脏产生一定的毒性作用,导致心脏功能减退。

因此,在使用该药物时,医生会对患者进行心功能评估,并定期进行心电图检查,以确保患者的心脏状况良好。

4. 其他副作用除以上明显的副作用外,希罗达还可能引发一些其他不良反应,如疲劳、头痛、皮肤过敏等。

患者在用药期间应密切观察自身反应,如出现异常情况应及时向医生报告。

总结:希罗达(Hycamtin)是一种用于治疗卵巢癌和小细胞肺癌的药物。

然而,在使用希罗达的过程中,可能会出现消化系统反应、骨髓抑制、心脏毒性等副作用。

因此,患者在使用该药物时应在医生的指导下,并及时向医生汇报任何身体不适。

医生会根据患者的具体情况来调整剂量和监测不良反应,以确保治疗的安全性和有效性。

镁基储氢材料

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。

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镁系储氢合金综述摘要:镁与镁基合金具有储氢量大,质量小,资源丰富,价格低廉等优点,受到人们的广泛关注。

本文介绍了镁系储氢合金的工艺、性能、应用及发展。

关键词:储氢材料,镁基合金,储氢性能,材料复合,镁基化合物前言氢能是最清洁且储量丰富的能源,储氢材料的发展及应用对环境保护和能源开发有着重要的意义。

镁基储氢合金是最有潜力的金属氢化物储氢材料,近年来已引起世界各国的广泛关注。

镁及其合金作为储氢材料,具有以下几个特点:(1)储氢容量很高,MgH2的含氢量达到7.6(wt)% ,而Mg2NiH4的含氢量也达到3.6(wt)%;(2)镁是地壳中含量为第六位的金属元素,价格低廉,资源丰富;(3)吸放氢平台好;(4)无污这些缺点严重阻碍了镁染。

但镁及其合金作为储氢材料也存在三个缺点:(1)吸放氢速度较慢,反应动力学性能差;(2)氢化物较稳定,释氢需要较高的温度;(3)镁及其合金的表面容易形成一层致密的氧化膜。

以上基储氢合金的实用化进程。

近年来,镁基复合储氢材料的研究取得了明显突破,本文简要介绍镁基复合储氢材料吸放氢性能的改善。

1 镁基储氢材料体系最早开始研究镁基储氢材料的是美国布鲁克-海文国家实验室, Reilly和Wiswall在1968年首先以镁和镍混合熔炼而成Mg2Ni合金。

后来随着机械合金化制备方法的出现,揭开了大规模研究镁基储氢材料的序幕。

据不完全统计,到目前为止人们研究了近1 000多种重要的镁基储氢材料,几乎包括了元素周期表中所有稳定金属元素和一些放射性元素与镁组成的储氢材料。

通过研究,发现这些镁基储氢材料可以分为单质镁储氢材料、镁基储氢合金和镁基储氢复合材料三大类。

1.1 单质镁储氢材料镁可直接与氢反应,在300~400℃和较高的氢压下,反应生成MgH2:Mg+H2=MgH2 , △H=-74.6 kJ/mol 。

MgH2理论氢含量可达7.6%,具有金红石结构,性能较稳定,在287℃时的分解压为101. 3 kPa。

因为纯镁的吸放氢反应动力学性能差,吸放氢温度高,所以纯镁很少被用来储存氢气。

随着材料合成手段的不断发展,特别是机械合金化制备工艺的日益成熟,研究人员对单质镁储氢材料进行了新的研究。

1.2 镁基储氢合金到目前为止,人们已对300多种重要的镁基储氢合金材料进行了研究。

其中最具有代表性的是Mg-Ni系储氢合金,许多研究者围绕这一系列合金开展了大量的研究工作。

在制备方法上,主要研究了熔炼法、粉末烧结法、扩散法、机械合金化法和氢化燃烧合成法等,并且对镁基储氢合金采用表面处理和热处理来进一步提高其动力学性能和循环寿命。

1.2.1 Mg-Ni系储氢合金在Mg与Ni形成的合金体系中存在2种金属间化合物Mg2Ni和MgNi2,其中MgNi2不与氢气发生反应。

Mg2Ni在一定条件下(1.4MPa、约200℃)与氢反应生成Mg2NiH4,反应方程式如下:Mg2Ni+2H2=Mg2NiH4,△H=-64.5 kJ/mol 。

反应生成的氢化物中氢含量为3.6%,其离解压为0.1MPa、离解温度为253℃。

Mg2Ni理论电化学容量为999 mA·h·g- 1,但其形成的氢化物在室温下较稳定而不易脱氢。

且与强碱性电解液(6 mol·L-1的KOH)接触后,合金表面易形成Mg(OH)2,阻止了电解液与合金表面的氢交换、氢转移和氢向合金体内扩散,致使Mg2Ni的实际电化学容量、循环寿命差。

1.2.2 镁与其它元素组成的镁基储氢合金除了Mg-Ni系储氢合金以外,研究者们研究得比较多的还有Mg-Al系以及Mg-La系储氢合金。

Mg-Al系储氢合金有下列3 种类型:Mg3Al12(γ)、Mg17Al12(γ)、Mg2Al3(β)。

1978 年, Douglass用熔炼的方法制备的镁铝银储氢合金,储氢容量达到6.3%。

Nachman等[ 16 ]合成的Mg0.8Al0.1La0.1,吸氢量为4.2%,放氢温度为310℃。

Reilly等制备的Mg-14Al储氢量为6.7%,放氢温度为352℃。

Lupu等合成的Mg17Al11Ti,储氢量达到4.7%,放氢温度为304℃。

Gingl·F 等认为Mg-La系合金(LnM12、LnMg17、LnMg41 )的典型代表是Mg17La2,最大吸氢量可达6.05%,放氢温度一般在320~350 ℃。

1.3 镁基储氢复合材料镁基储氢复合材料是近期镁基储氢材料研究的重点,其目的是为了获得储氢容量大于5% ,能在较温和的条件下充放氢的储氢材料,该类材料镁含量大于90%。

根据复合材料的性能可以把镁基储氢复合材料分为两类:一类是单质元素与镁基材料的复合;另一类是化合物与镁基材料的复合。

1.3.1 单质元素与镁基材料的复合目前所采用的与镁基材料复合的单质元素主要有:Fe、Pd、Ni等。

Zaluski等利用球磨方法制成的Mg-Pd复合材料,其颗粒直径为50nm左右。

100℃时就可以发生明显吸氢行为,最大吸氢量为6.3%,放氢温度在280℃左右。

Liang等制备出MgH2–V,研究发现其在200℃、1.0MPa 氢压下,100 s内吸氢量达5.5%。

在0.015 MPa压力下,放氢温度为300℃。

Mg-Mg2Ni合金是将MgH2、Mg2NiH4在保护气体下球磨制得,发现在280℃、6 min内放氢5.5% , 240℃、10 min 内放氢4.8% , 220℃、50 min放氢5.1% ,其吸放氢性能远优于Mg-20%Ni合金。

1.3.2 化合物与镁基材料的复合常见的化合物-镁基复合材料有:Mg-LaNi5、Mg-FeTi、Mg-Mg2Ni。

这些复合材料基本上都是镁与一种合金化合物的复合。

复合的手段,通常采用机械合金化。

这些复合材料共同的特点是:吸放氢容量大,放氢温度低。

王平用球磨法制备出Mg-50%(ZrFe1.4Cr0.6)复合材料,发现其具有良好的动力学性能,氢含量可达3.5%。

Yang等通过高能球磨镁粉和非晶的ZrFe1.6Cr0.4粉,制备出了Mg和Zr-Ni-Cr合金的纳米复合储氢材料,发现35%的非晶ZrNi1.6 Cr0.4与Mg的纳米复合物在300℃时30 min内放氢量达4.3%。

另一类复合材料是镁与各种过渡金属的氧化物、氯化物的复合。

2 镁基储氢材料的制备方法从镁基储氢材料发现到现在,材料的合成技术不断进步,不同的制备方法对于镁基储氢材料的性能有很大的影响。

镁基储氢材料的合成方法主要有下列几种:高温熔炼法、置换扩散法、固相扩散法、燃烧合成法、机械合金化法等。

2.1高温熔炼法高温熔炼法是最经典的制备方法,此法的优点在于设备简便易得,产率高,易于产业化。

但这种方法合成的产物表面性能较差,吸/放氢速度较慢。

而且,镁易挥发,使组成控制困难。

另外,此法合成的材料需活化多次才能吸氢。

2.2 置换扩散法在适当的非水溶剂中,用金属镁置换溶液中化合态的其他元素,如铜或镍,将铜或镍接镀在镁上,然后在适当的温度下扩散,形成金属间化合物Mg2Cu或Mg2Ni。

该法合成的材料物理性能好,有很高的活性,较易加氢活化,吸/放氢速度快,实验所需设备简单。

2.3 固相扩散法此种方法利用金属镁易于扩散的特点,将原料压片后在惰气保护下高温扩散,从而合成镁基材料。

这种方法可视为对熔炼法的改进,由于采取了一定措施,如高压惰气保护等,抑制了镁的挥发。

此法优点是:相对来说工艺周期较短、条件温和、不需要高温、简单方便、易于操作和控制合金的组成,因而特别适用于熔点相差比较大的金属元素的合成。

同时制备的样品活化容易,容量和吸/放氢平台都很好。

2.4 燃烧合成法用此法可以直接制备Mg2NiH4金属氢化物。

其原理是在氢气保护下点燃合成所需的几种原料,最终得到吸氢后的镁基材料。

该法的优点:(1)很容易控制产物的化学组成;(2)在氢化过程中不需要活化处理;(3)适用于大规模生产,有利于节约时间和能源。

2.5 机械合金化法该法通过机械研磨(MG)可以得到晶态的、非晶态的以及准晶态的合金。

通过此种方法可以显著改善材料的表面特征,从而改善其吸/放氢的活化性能和反应动力学,并且能降低吸氢温度、提高吸氢量。

近年来许多镁基复合储氢材料的制备主要是采用此法。

同时机械合金化法可以使熔点相差较悬殊的元素形成合金,且有成本低,成份均匀的优点。

3 镁基储氢材料研究的发展趋势镁基储氢材料由于兼具价格低廉、高的质量百分比容量以及添加催化剂的优异储氢特性,其基础及应用研究前景十分广阔,但由于其具有较高的解氢温度、较差的吸放氢动力学和电化学性能,因此有许多问题还需进一步深入研究。

综上所述,可归纳为以下几点:(1)元素取代。

如前文所述,元素取代是研制镁基储氢合金一种常用的方法,组元部分替代可以提高储氢材料的吸放氢等温线平台压,改善吸放氢性能,也可以改善镁基电极材料的电化学性能。

(2)加强镁基复合储氢材料的研究。

由于在镁基复合储氢材料中,与镁基材料复合的单质、化合物和金属间化合物,以及碳纳米管或纳米纤维等在实际的吸放氢过程中起到了催化剂的作用,显著改善了其反应动力学性能,在保留了原有储氢量的情况下,降低了Mg 与H2 反应的活化能。

(3)表面处理。

如前所述,氟化处理可以改善镁基储氢合金的表面特性, 使处理过的合金在比较温和的条件下表现出良好的吸氢性能,而且经氟化处理的储氢电极呈现出较好的循环稳定性。

合金表面包覆也是改善镁基储氢电极电化学性能的有效手段。

(4)加强新合成方法的研究。

制备方法的不同对镁基储氢材料的吸放氢性能产生很大的影响,因此新的制备方法也是以后研究的一个重点。

(5)提高储氢材料的传质、传热性。

储氢材料的传质、传热性是影响其吸放氢动力学性能的一大因素,储氢材料在循环使用过程中易粉化,微粉层沉积在反应床上将导致导热系数变差。

4 应用前景国际能源协会(IEA) 规定未来新型储氢材料的标准为: 在低于373K 下吸氢容量大于5(wt)%[23 ]。

目前的镁基储氢材料是最有希望达到这一标准的,且由于镁资源丰富、价低廉和无污染,在氢的规模储运方面具有较大的优势,因此被认为是最有希望的储氢合金材料。

参考文献【1】陈玉安,苗鹤,丁培道,等. 两步法制备Mg2-xAlxNi(x=0,0.2,0.3,0.4)系列合金的电化学性能研究[A]。

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