镁基储氢材料的性能及研究进展

镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点,被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。由于MgH₂稳定性好且放氢焓值高(75kJ/mol H₂),氢分子在Mg表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢,导致吸放氢热力学稳定、动力学缓慢,从而限制了其在储氢方面的应用。对于镁基储氢材料性能的改善,目前已经取得了许多研究成果。本文综述了国内外镁基储氢材料的研究报道,归纳了镁基储氢材料的改性方法,重点阐述了合金化、纳米化和添加催化剂对于优化和改善热力学和动力学性能以及吸放氢机理的影响。最后对该领域的研究成果和发展前景进行了总结和展望,基于现有分析认为,在未来的研究中可以综合运用添加催化剂和纳米化改性双重机制对MgH₂体系热力学性能进行调控,以获得具有高容量、高性能的Mg/MgH₂储氢体系,满足商业化应用的要求。     

镁基储氢材料在含能材料中的应用

根据化学结构不同将镁基储氢材料分为镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物3类,分别介绍了3类镁基储氢材料在含能材料中应用的研究进展;分析了镁基储氢材料在含能材料中的应用前景和存在的问题;介绍了计算机模拟技术在研究镁基储氢材料对推进剂热分解影响中的应用情况。结果显示,镁基储氢材料能够通过促进含能材料的热分解过程提升其能量水平,同时其较高的热稳定性有利于改善含能材料组分的相容性和安定性。镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物均可显著提高固体推进剂和炸药的应用性能。因此,镁基储氢材料在含能材料领域具有广阔的应用前景。附参考文献47篇。     

镁基储氢合金改性的研究进展

介绍了镁基合金的合成方法及主要的镁基合金的性能改善方法，并全面介绍了元素取代镁基合金对镁基合金性能进行改善的最新研究进展。     

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。     

固体储氢材料研究进展及展望

围绕物理吸附和化学吸附储氢材料制备及研究技术,总结归纳了碳基材料、有机多孔材料、氢化物材料、金属材料作为储氢材料的研究进展,对比分析了不同材料的储氢容量及优缺点,为固体储氢材料的应用提供了有效的分析数据。最后总结了固态储氢材料目前的技术难点,展望了该材料未来的发展方向。     

基于物理吸附的微孔储氢材料研究进展

介绍了氢能源的应用背景,总结了当前氢储存技术存在的问题,分析了微孔物理吸附材料,如金属有机骨架、沸石、碳基材料等,在储氢领域的应用现状以及研究进展,最后,对未来储氢材料的研究和发展进行了展望。     

固态储氢技术现状与发展趋势分析

氢能被认为是能源转型、工业及交通领域深度脱碳的关键路径。综述了固态储氢技术现状和发展趋势,梳理了物理吸附、化学储氢和金属氢化物等固态储氢技术路线以及美国能源部等机构提出的重量储氢密度、体积储氢密度、循环寿命和系统成本等关键技术参数的发展目标,指出目前存在的技术经济问题和改进方向,分析了固态储氢应用场景和潜力,并提出未来技术发展、系统集成优化及应用方向等建议,为开展固态储氢技术研究及工程示范提供思路和参考。     

储氢功能材料的研究进展

综述了各种不同储氢材料的分类、储氢机理、研究进展,指出未来应用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）车用氢燃料电池中的储氢材料,最具发展潜力的是大容量储氢合金、锂-铝及锂-硼金属配位氢化物和有机液体储氢。     

金属储氢材料研究进展

综述了金属储氢原理、目前国内外金属储氢材料的研究现状及应用研究进展,对镁系、稀土系、Laves相系、钛系及金属配位氢化物等几个系列金属储氢材料当前的研究热点和存在问题进行了详细介绍,并对未来金属储氢材料在民品和军工方面的应用研究方向和发展趋势进行了展望。     

纳米镁基储氢材料的粒度分布表征

用碱熔、酸洗、碳化处理制得的微晶碳做助磨剂,球磨金属镁3 h,制得储氢材料70Mg30C。用扫描电镜和原子力显微镜观测可见,颗粒的平均粒径约为100 nm,颗粒大小主要分布在50~100 nm之间,而透射电镜观测的颗粒大小主要集中在50 nm左右。扫描电镜图的粒度分布近似为对数正态分布,粒度分布范围为25~260 nm。     

纳米复合镁基储氢材料的研究进展

介绍了纳米复合镁基储氢材料的最新进展，重点阐述了镁与金属、非金属和金属间化合物等的纳米复合材料。     

浅谈金属氢化物储氢及常用的金属储氢材料

综述了具有安全性能高、储氢密度大和便于运输优点的金属氢化物储氢技术及其常用材料,主要包括综述镧系、钛系、镁系和锂系等不同金属储氢材料国内外应用现状;介绍了金属氢化物材料的储氢原理、容量和动力学行为,表明通过加入适当的催化剂以及通过引入具有改善的表面性质的缺陷的球磨,可以提高材料动力学性质和循环寿命。提出通过改善金属氢化物的热行为和循环行为,研发具有竞争性的高容量储氢材料。     

烟煤粘结纳米镁基储氢材料的结构与性能

以镁、烟煤和碳化无烟煤为原料,经氢气反应球磨制备烟煤粘结的纳米镁基储氢材料,研究了烟煤粘结纳米储氢材料的表面形貌、官能团结构及吸放氢性能。实验表明:550℃热处理时,烟煤能将纳米级颗粒粘结成500~800 nm的储氢材料。此外,通过XRD、TPD等检测表明,材料230℃时就可以储氢,随温度升高,储氢量增加。     

大容量镁基储氢材料及其储氢性能

结合Mg-C纳米晶复合储氢材料的研究,对目前大容量镁基储氢材料研究结果进行了分析,指出用机械合金化法制备Mg纳米晶可提高其储氢密度、改善其动力学性能,但材料放氢温度一般较高。作者课题组将碳微晶与Mg复合,并引入金属催化剂,以降低MgH2分解温度。差热扫描量热分析(DSC)表明Mg-C纳米晶复合储氢材料的初始放氢温度为201~240℃,降低了60~90℃,其热力学性能得到了较大的改善。     

新型储氢材料研究进展

氢能作为一种环保可再生的新型能源,生产技术逐渐走向成熟,成本大幅度下降,将迎来快速发展的机遇期。氢能被广泛利用的关键在于是否能够实现高效储存。本文重点讨论了四类新型储氢材料,即金属络合氢化物储氢材料、碳纳米管储氢材料、沸石以及新型沸石类材料、有机液态储氢材料。文章指出：金属络合氢化物储氢材料储存压力低但循环稳定性差;碳纳米管储氢材料已经有很长的发展历史,安全性高且易脱氢,然而目前对其储氢机理认识不够成熟;沸石以及新型沸石类材料价格低廉,但是对反应条件的要求高;有机液态储氢材料被认为是大规模储存和运输的可行选择,然而昂贵的成本和苛刻的反应条件限制了其发展。文章指出后续需要改进并开发具有较高存储容量和具有经济价值的储氢材料。     

镁基储氢材料放氢特征温度的研究

用碱熔—酸洗—碳化处理制得的微晶碳作助磨剂,球磨金属镁3 h,制得储氢材料70Mg30C。对球磨后和500℃放氢后的材料进行XRD分析,结果显示材料在球磨过程便可储氢,500℃加热后MgH2全部分解为Mg和H2。用差示扫描量热法、程序升温脱附法、热质联用法和体积法研究了材料放氢特征温度,发现这几种方法测得的初始放氢温度及高峰放氢温度均相近。     

储氢材料在高能固体火箭推进剂中的应用分析

针对高能固体火箭推进剂使用储氢材料进行了分析,从金属氢化物、金属氮氢化合物以及金属配位氢化物这几方面着手,对储氢材料分解推进剂组分、改善燃烧性能等作用作了分析,然后对其在推进剂中的实际应用及发展前景作了阐述。     

燃料电池储氢用材料的研究进展

本综述了燃料电池的研究进展情况。详细介绍了目前世界上燃料电池用氢气的储存方法以及存在的问题，说明开发氢气储存材料，最大限度地利用化工资源的重要性。     

储氢材料85Mg10C4Ni1Al的制备及性能研究

在Mg粉中添加微晶碳及少量Ni和Al,用机械力化学法氢气反应球磨制备储氢材料.球磨2～3 h即可使Mg完成氢化,Ni和Al的添加可提高储氢密度,降低初始放氢温度和放氢高峰温度,加快放氢速度.储氢材料85Mgl0CANilAl的粒度约为100～300 nm,其储氢密度达6.0%,初始放氢温度仅220℃,与传统Mg基储氢材料相比其储氢性能有较大改善.     

基于物理吸附的炭基储氢材料研究进展

开发安全、高效、经济的储氢技术是氢能产业发展的关键因素。介绍了现有的储氢技术及其特点,重点分析和综述了几种基于物理吸附的炭基储氢材料的性能特点和研究进展,包括活性炭、活性碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管和碳气凝胶,总结并展望了基于物理吸附的炭基储氢材料的发展趋势。