镁基储氢材料的改进
轻质镁基储氢材料的高效催化改性研究
轻质镁基储氢材料的高效催化改性研究∗许以欣;肖学章【摘要】借助储氢性能测试仪和 Netzsch STA 449F3型同步热分析仪研究催化改性 Mg2 FeH6体系的放氢特性。
程序升温放氢实验和等温放氢实验结果表明,添加了 TiMn2、TiAl 或 Ti 的 Mg2 FeH6样品和未添加催化剂的 Mg2 FeH6样品放氢反应动力学特征相似,反应速率有所提高,但不明显,放氢温度提前27℃左右。
且催化性能 TiMn2最好,纯 Ti 其次,TiAl 较差。
%The purpose of this experiment was to research the influence of TiMn2 ,TiAl,and Ti on hydrogen storage properties of Mg2 FeH 6 system,by using of hydrogen storage performance tester and Netzch STA 449F3 thermalanalyser.The results of TPD and isothermal hydrogen desorption test indicate that TiMn2/TiAl/Ti-doped and unalloyed Mg2 FeH 6 have the similar desorption kinetics of the hydrogen storage.The reaction rate of doped Mg2 FeH 6 was a little higher,but not much.The above catalyst can decrease the endothermic peak tem-perature about 27 ℃.And the catalytic performance of TiMn2 was the best,pure Ti was the better,TiAl was the worst.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P7135-7137,7142)【关键词】镁基;储氢;催化改性;Mg2 FeH 6【作者】许以欣;肖学章【作者单位】浙江大学材料科学与工程学系，杭州 310027;浙江大学材料科学与工程学系，杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TG139+.71 引言研究表明，固态储氢是利用吸氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的储氢方式，较其它储氢方式如液态、气态储氢有使用方便、安全性高和储氢体积密度大的优点［1］。
浅析新能源汽车电池用新型镁基储氢合金的组织与性能论文
浅析新能源汽车电池用新型镁基储氢合金的组织与性能论文新型的清洁能源备受业界关注，其中氢能是人们普遍认为极具应用前景的新型能源之一。
储氢合金是促使氢能大规模应用的有效途径。
在新能源汽车电池中，镁基储氢合金由于轻便、安全性好、储氢容量大和价格相对较低等优点被誉为新一代极具竞争力的储氢合金。
但是，现有的Mg2Ni镁基储氢合金存在电化学循环稳定性不好，限制了镁基储氢合金的商业化进程，迫切需要对现有的镁基储氢合金进行改性。
鉴于此，笔者在Mg2Ni镁基储氢合金中复合添加合金元素V和Co，采用超声振动辅助感应熔炼法制备了Mg1.8V0.2Ni0.95Co0.05新型镁基储氢合金，并进行了显微组织观察、X射线衍射分析、吸放氢性能和电化学稳定性的测试与分析。
1试验材料与方法采用工业级金属原料Mg、V、Ni和Mg-10Co、Mg-5Mn中间合金，在自制的超声振动辅助感应熔炼炉中进行Mg1.8V0.2Ni0.95Co0.05新型镁基储氢合金的制备。
熔炼温度为(705依5)℃、超声振动频率为35Hz。
制备出的合金试样，经DM2300型能量弥散X射线荧光分析仪测试的化学成分(质量分数，%)为院9.047V、49.778Ni、2.614Co、0.187Mn、0.011Fe、余量Mg。
合金中添加Mn主要起到除杂的作用。
采用PG18型金相显微镜和EVO18型扫描电镜进行显微组织观察曰采用D8ADVANCE型X射线衍射仪进行XRD分析曰采用H-Sorb2600型全自动PCT储氢材料测试仪进行吸放氢性能测试，测试温度为室温曰采用CHI660E型电化学工作站进行电化学循环稳定性测试，充电电流为120mAh/g、充电时间3h、放电电流60mAh/g、放电截止电位-0.4V。
2试验结果及讨论2.1XRD分析试验制备的Mg1.8V0.2Ni0.95Co0.05新型镁基储氢合金的XRD 图谱，可看出，该合金由Mg2Ni基体相和少量V3Ni相组成。
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。
镁基储氢 存在的问题
镁基储氢存在的问题
镁基储氢技术作为一种潜在的储氢方法，面临一些挑战和问题。
以下是镁基储氢存在的一些常见问题：
1.吸氢/放氢速率：镁与氢的化学反应速率较慢，导致镁基材料在吸氢和放氢过程中的反应速率较低。
这限制了储氢和释放氢气的效率和速度。
2.吸附容量：镁的吸氢容量相对较低，即每单位质量或体积的镁材料可吸附的氢气数量有限。
这意味着需要大量的镁材料来实现足够的氢气储存。
3.反应温度：大部分镁基材料在较高的温度下才能有效地吸附和释放氢气。
高温条件会增加能量输入和系统复杂性，降低储氢系统的效率。
4.稳定性和循环寿命：吸附和释放氢气的循环过程对镁基材料的稳定性和循环寿命提出了挑战。
反复的吸附和释放过程可能导致材料的失活、疲劳和退化。
5.材料成本和可持续性：某些镁基材料的生产和处理成本较高，限制了它们在大规模应用中的经济可行性。
此外，镁的采矿和提取也涉及能源消耗、环境影响等可持续性问题。
6.安全性：镁与空气中的氧气反应会产生热量和火灾风险。
因此，镁基储氢系统需要通过设计和控制来确保安全性，并防止意外事故的发生。
以上问题是镁基储氢技术目前面临的主要挑战，研究人
员正在努力解决这些问题以改进镁基储氢技术的效率、可靠性和可持续性，以促进其在氢能源领域的应用。
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。
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Mg2Ni储氢合金的制备及其性能改善研究进展
镁基Mg2Ni储氢合金的制备及其性能改善研究进展段如霞;田晓;赵凤岐;郑鑫遥;张怀伟;李星国【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2016(030)011【摘要】镁基Mg2Ni储氢合金由于具有理论储氢容量高、资源丰富、价格廉价、质量轻等突出优点而备受关注.然而,该类合金因制备困难、吸放氢动力学性能差,实际应用受到了极大的限制.对近几十年来镁基Mg2 Ni储氢合金的制备和性能改善方面的研究进行了系统综述.在此基础上,指出了该类合金存在的问题及今后的发展方向.【总页数】8页(P20-27)【作者】段如霞;田晓;赵凤岐;郑鑫遥;张怀伟;李星国【作者单位】内蒙古师范大学物理与电子信息学院,功能材料物理与化学自治区重点实验室,呼和浩特010022;内蒙古师范大学物理与电子信息学院,功能材料物理与化学自治区重点实验室,呼和浩特010022;北京大学化学与分子工程学院,北京100871;内蒙古师范大学物理与电子信息学院,功能材料物理与化学自治区重点实验室,呼和浩特010022;北京大学化学与分子工程学院,北京100871;北京大学化学与分子工程学院,北京100871;北京大学化学与分子工程学院,北京100871【正文语种】中文【中图分类】TG139+7【相关文献】1.机械合金化法制备镁基储氢合金的研究进展 [J], 马行驰;岳留振;何国求;何大海;张俊喜2.镁基储氢合金制备方法的研究进展 [J], 陈玉安;周上祺;丁培道2Mg17稀土镁基储氢合金制备工艺及储氢性能研究 [J], 卢其云;唐仁衡;王英;肖方明4.电沉积和化学镀技术在镁基储氢合金制备及表面改性中的应用 [J], 王栋;李燕;王玲;李云东5.新能源汽车用Mg2Ni基储氢合金的制备与性能 [J], 宋云波; 赵欣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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氢能的存储是氢能利用走向规模化的关键。
镁基储氢材料因储氢量大、成本低廉而被认为是一种最有前途的固态储氢材料,但由于其吸放氢速率慢,吸放氢温度高,在空气中易被氧化而严重影响了其应用。
为了克服这些缺点,人们研究了多种改进方法。
一、元素取代。
实验表明,以Mg2Ni为基的储氢合金,如用Al或Ca置换其中部分Mg,则吸放氢反应速率比Mg2Ni大40%以上;如用V,Cr,Mn,Fe,Co中的任一种元素置换Mg2Ni中的部分Ni,则氢化速率和分解速率也均比Mg2Ni高。
另有报道,Zr元素的添加能有效降低Mg2Ni的吸放氢温度,并能有效提高合金的吸氢量,最大吸氢量达到4.91%。
二、添加剂改性
在镁基储氢合金中加入某些单质金属元素、过渡族金属氧化物、过渡族金属氯化物、金属间化合物或碳材料等添加剂,利用机械合金化使这些添加物镶嵌在镁基合金颗粒表面,从而破坏其表面氧化层,是目前改善镁基储氢合金吸放氢性能的最好方法。
(1)单质金属,有
Pd,Ni,Fe,V,Ti,Mn,B等。
例如,通过机械合金化制备的MgH2-V复合材料,在423K、1.0MPa氢压下100s内吸氢量达5.5%,在523K、0.015MPa 压力下900s内放氢量达5.3%,具有很好的吸放氢动力学特性。
(2)金属间化合物,有LaNi5,FeTi,Mg2Ni等。
例如,采用反应球磨法制备的Mg-60%LaNi5镁基复合储氢材料具有较高的活性,在5.0MPa氢气压力和373～473K的条件下,1分钟内可完成饱和吸氢量的80%以上;553K 时最大吸氢量为4.23%。
(3)氧化物,有V2O5,TiO2,MnO2,Fe2O3等。
例
如,用机械合金化法在充氢球磨条件下制备的Mg-Ni-MnO2复合储氢材料,在300℃、0.1MPa压力条件下放氢动力学性能良好。
(4)碳材料,有石墨、碳纳米管和煤等。
碳材料比表面积大,成本低,且能在低温下储氢。
例如,利用机械合金化方法,在0.5MPa氢气气氛下通过添加碳纳米管制备出Mg-3Ni-2MnO2-0.25CNTs镁基复合储氢材料。
具有优异的储氢性能,储氢容量高达7.0%,吸氢反应可在100s内快速完成。
三、表面处理。
镁基储氢材料在充放电循环过程中表面易被氧化成Mg(OH)2,导致循环稳定性变差。
研究表明,通过改变其表面状态(化学镀和氟化处理)可延缓Mg(OH)2层的形成。
例如,用NH4F溶液处理的
La1.8Ca0.2Mg14Ni3镁基合金,室温下无需活化即可部分吸氢,且吸氢速率较快。
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