水解制氢材料研究进展

水解制氢是一种常温常压下的现场制氢方式。由于水解制氢材料氢含量高,储存容易,运输方便,安全可靠,一直受到研究者们的关注。本文综述了近年来水解制氢材料的总体发展情况,介绍了三类主要的水解制氢材料,包括硼氢化物(NaBH4, NH3·BH3)、金属(Mg, Al)以及金属氢化物(MgH2),对不同材料的制氢原理、主要问题、催化剂与材料设计进行了详细介绍,比较了不同体系的特点与制氢成本,并对水解制氢及水解制氢材料的现状和商业化面临的困难做了评价,最后对未来的发展方向进行了展望。     

非贵金属催化剂催化硼氢化钠水解制氢的研究进展

硼氢化钠水解制氢具有安全方便、放氢温度适中、反应易于控制和制氢纯度高等优点,现已成为制氢技术中的研究热点.但纯硼氢化钠水解放氢速率缓慢、产氢率低,常需添加合适的催化剂以改善硼氢化钠水解的放氢速率.金属催化剂因其具有高的催化活性已被广泛研究.其中,贵金属由于价格昂贵限制了它们的使用,而非贵金属价格低且储量高.并且,近年来有研究发现某些非贵金属催化剂的催化活性有了显著提高.因此,从经济角度出发考虑,将非贵金属用于催化硼氢化钠水解制氢是非常可取的.本文结合近几年国内外非贵金属催化剂催化硼氢化钠水解的发展现状,介绍了非负载型催化剂和负载型催化剂的研究进展,并对其未来的发展趋势进行了展望.     

氨硼烷水解制氢催化剂载体的研究进展

氢由于具有高效率和高功率密度而被认为是一种出色的清洁能源。化学储氢材料要求具有高的氢储存量。氨硼烷具有高氢含量(19.6%),且在普通贮存条件下稳定,被认为是有吸引力的储氢材料之一。由于氨硼烷在常温下不易放氢,故放氢催化剂成为氨硼烷放氢研究的核心技术和主要方向。金属催化剂可以显著提高水解放氢速度,是影响氨硼烷水解放氢的关键因素,但是金属颗粒催化剂一般都存在颗粒粒径生长过快、易团聚等缺点。为了解决这一问题,研究者选择不同的载体来分散催化剂,使催化剂金属分散在载体表面,防止团聚和过快增长,从而暴露更多活性位点,使催化氨硼烷放氢速率更快。文章将针对不同催化剂载体对氨硼烷水解的催化效果进行阐述。     

镁基储氢材料水解制氢研究进展

化石能源的广泛使用使得地球上出现了严重的温室效应和空气污染,且化石能源的储量也逐步下降,造成的能源危机日益严重。为了应对这些挑战,人们开始着力寻找清洁无污染的高效可再生能源。氢能因具有超高的燃烧热及零排放的特点而被认为是最理想的清洁能源。镁基储氢材料因具有高的质量储氢密度,且因镁的地壳含量高、成本低等优点而备受关注。镁基储氢材料水解可以产生高纯度的氢,而且副产物对环境无污染,因此被认为是最有应用前景的制氢方式之一。纯Mg和MgH₂水解可以分别产生6.4%和3.4%(质量分数)的H₂,但镁基储氢材料水解反应产生难溶于水的Mg(OH)₂,导致其反应动力学缓慢。近年来,通过将金属、金属氢化物与镁基储氢材料进行复合或者在水解反应时添加酸和无机盐等手段有效提高了氢产率和反应动力学性能。综述了镁基储氢材料水解制氢的最新研究进展,并对其未来的发展提出了展望。     

铝基材料水解制氢技术研究进展

氢能是全球公认的清洁能源,被认为是化石能源的理想替代品,具有广泛的市场前景。铝价格低廉、密度较低且能量密度高,铝水解产氢是一种有效提供氢能的方法。简述了铝水反应的原理,介绍了目前国内外主流的3种铝基材料水解制氢技术(纯铝与酸碱溶液反应、机械球磨法制备铝基复合材料、熔铸法制备铝基低熔点合金)的研究进展,并探讨了不同技术的反应原理、不同添加物的作用机理,对比了各种技术的特点,提出熔铸法制备低熔点合金将成为日后研究的重点,最后对未来熔铸法制备铝基低熔点合金的前景进行了展望。     

多元铝基合金牺牲阳极研究

本文论述了采用正文设计试验方法对四种多元铝合金牺牲阳极的工作电位、电流效率、表面溶解等性能指标进行的室内试验研究。其结果是:Al-Zn-In-Mg-Ti系合金牺牲阳极的电化学性能最佳,Al-Zn-In-Mg-Sn-Si系合金次之,Al-Zn-In-Si-Ti系合金较差,Al-Zn-In-Mg-Ca系合金的电化学性能低劣,不可用作牺桂阳极。     

Si-LiH(LiBH4)复合物的水解制氢性能

作为低成本高容量水解制氢材料,Si材料受到广泛关注,但由于产氢量少和速度慢,使其应用受限。为改进Si的产氢性能,采用球磨方法制备了Si-LiH(LiBH_4)复合物,并在此基础上添加NiCl_2制备了三元复合物,研究了复合物的水解制氢特性。实验结果表明,在硅中添加LiH或LiBH_4可以提高复合物水解制氢的产量和初始放氢速率。在室温下水解1h,二元Si-10%molLiH复合物产氢量约为37mL/g,Si-10%molLiBH_4水解产氢容量为126mL/g,三元的Si-10%molLiH-3%mol NiCl_2复合物水解产氢容量为119mL/g,是硅单独水解产氢量的12倍。     

单质铝水解机理研究(Ⅲ)——单质铝水解结晶过程研究

为了了解单质铝在水解过程中产物物相的变化规律,对单质铝水解过程进行了全过程监测,在反应的不同时段取样并对其进行XRD、SEM分析。以XRD分析结果为依据,对单质铝水解结晶过程中产物物相的变化进行了深入研究,彻底弄清了水解产物的生成顺序。以SEM分析为依据,对影响水解产物形貌、粒度及粒度分布的因素进行了研究。分析认为,团聚、二次成核、搅拌等因素对结晶过程中水解产物的形貌、粒度有显著影响。     

铝基合金储热材料在太阳能热发电中的应用及研究进展

铝基合金储热材料储热密度大,热导率高,热循环稳定性好,在太阳能热发电储热应用中具有明显优势.综述了铝基合金储热材料在国内外的研究状况,铁基合金铝液的腐蚀机理及各种抗腐蚀措施.铝基合金储热材料在实际应用中存在的主要问题是其液态腐蚀性较强.针对这一问题,指出研究多元铝基合金和金属-陶瓷复合相变储热材料将是铝基合金储热材料的发展方向.     

热喷涂工艺制备铝基非晶态合金材料研究进展

传统的铝基非晶态合金的制备方法有急冷法和机械合金化法.急冷法使用方便,冷却速率快,可获得非晶,可实现连续生产;机械合金化法具有设备简单,操作方便,易工业化,合金成分范围相对较宽等优点.但是这两种方法只限于制备非晶条带、薄片或粉末,而且生产制备周期较长,生产效率较低.热喷涂技术作为一种新兴的制备工艺,可获得非晶涂层,实现...     

钒基储氢合金的研究进展

钒基固溶体储氢合金具有高的储氢密度,并且室温下可以吸放氢,具有良好的动力学性能,因此被认为是最有潜力的车载储氢材料之一.介绍了金属钒吸放氢特性,概述了钒基储氢合金的研究进展,就近年来改善钒基储氢合金性能的方法进行了总结,并对钒基储氢合金的稳定性及应用成本等问题进行了探讨.最后,对铳基储氢合金亟待解决的问题及发展方向进行了展望.     

Ni3Al基合金及其复合材料抗磨粒磨损行为研究

研究了一种以Ni3Al为基的复合材料，通过引入WC硬质点来改善材料的抗磨性，并将该材料与Ni3Al基合金和45＃淬火钢的磨粒磨损行为进行对比研究，结果表明，WC／Ni3Al基复合材料具有良好的抗磨粒磨损性能，其抗磨性是45＃淬火钢的3．34倍，是一种极具潜力的高温抗磨材料。     

铝基合金相变储热材料的研究现状与发展趋势

铝基合金相变储热材料具有导热系数大、热稳定较好、相变体积变化小、储热密度较大等优点,在高温储热应用方面具有很大优势.总结了铝基合金相变储热材料在储热性能、储热基础理论、容器相容性、铁基容器腐蚀机理和防护措施等方面的研究现状和发展趋势,指出了其中存在的一些不足,展望了今后的研究和发展方向.     

动态应变时效对5083铝合金强度的影响

研究了不同应变速率对5083铝合金组织性能的影响。结果表明,随着应变速率的提高,合金强度呈下降趋势,在一定量的塑性变形之后,应力应变曲线出现锯齿状屈服行为。在快应变速率区间,应力锯齿方向朝上;在慢应变速率区间,应力锯齿方向朝下。分析认为,应变速率的降低带来的应力升高主要是由于位错与溶质原子的交互作用导致的,向上的应力锯齿对应于位错钉扎的过程,向下的应力锯齿对应于位错脱钉的过程。     

无压渗透法制备BN增强铝基复合材料

本文讨论了无压渗透法制备BN增强铝基复合材料的制备过程和粉体成分对于渗透的影响.采用无压渗透法制备了BN增强Al基复合材料.在800℃、N2气氛中,铝基合金可以自发的渗入Al-Mg-BN粉体.实验结果显示,渗透气氛、Mg、粉体的烧结对于无压渗透过程有重要影响.     

TEM specimen preparation for Al-based amorphous alloys

Transmission electron microscopy （TEM） is usually used to identify the amorphicity. However, some artifacts may be introduced due to improper TEM foil preparation. In this paper, three Al-rich metallic glasses with and without a glass transition were selected for characterizing the effect of the electropolishing condition on the as-quenched structure during TEM specimen preparation. It is shown that the occurrence of the modulated bright-dark structure under TEM observation is closely sensitive to the electropolishing condition, which suggests us being careful about the possible artifacts induced by specimen preparation when examining amorphous alloys under TEM.     

酵母菌模板辅助合成Co3O4空心微球催化NaBH4水解制氢

预先在酵母菌模板表面沉积Co(OH)₃, 经高温煅烧后成功制得Co₃O₄空心微球, 并作为前驱体催化NaBH₄水解制氢。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)进行样品的微观形貌和物相分析。研究结果表明, 当反应液中NaBH₄含量为10wt%时, 模板法制备的Co₃O₄空心微球催化产氢速率高达2140 mL/(min•g) (25℃), 约是同等条件下无模板制备Co₃O₄活性的9倍, 且所制备的Co₃O₄空心微球长期储存性能良好。