镁碳纳米储氢材料的制备及其性能的研究

用镁与炭化无烟煤混合后进行充氢球磨的方法,制备镁碳储氢材料。运用扫描电镜和透射电镜对储氢材料的粒径、微观形貌及晶形结构进行了表征,运用热重分析仪和差示扫描量热仪对材料的吸放氢性能进行了测试。实验发现,在镁中添加碳进行充氢球磨时,可以在5h内使粒径达到50-100nm。随着碳添加量的增大,镁碳储氢材料的储氢量下降,放氢温度升高。材料Mg3.0C2.0(碳添加量40%)的储氢量2.61%,放氢温度295℃。活性金属Mo对镁碳材料吸放氢性能有着明显的改善作用。     

机械合金化法制备镁基储氢材料进展

介绍了近年来机械合金化法在镁基储氢材料制备上的研究进展，讨论了机械合金化制备非晶、纳米晶镁基储氢材料的机制；从合金替代和多元复合的角度对镁基储氢材料的性能进行了论述：机械合金化法可制备出纳米晶、非晶态的镁基储氢材料，无序区和晶界浓度的增加使得氢原子的吸附和扩散更为容易，制备出的材料具有较高的活性和较快的吸放氢速度。低温吸放氢性能的改善尤其显著；最后指出了机械合金化法制备镁基储氢材料需要注意并加以解决的一些问题。     

镁基储氢材料的研究进展

本文回顾和总结了近几十年来，特别是近十年来镁基储氢材料的发展情况，重点综述了机械合金化Mg-Ni2合金体系的研究情况及其近期的进展，从储氢材料成份及配比，制造工艺改进以及材料的组织结构对材料性能的影响等各方面进行一定的分析和归纳，对储氢材料研究中出现的问题以及今后的发展方向都作了探讨。     

活化对镁基复合储氢材料结构及性能的影响

机械球磨镁、镍、石墨的混合物制备的镁碳储氢材料,在容积500mL高压釜中进行活化和吸氢。通过电子透射电镜和电子衍射照片,发现活化过程是物料细化和粉化的过程,同时也是物料晶化的过程。物料粒度和晶体结构的变化使物料储氢性能发生了改变,热重分析和差示扫描量热分析表明,活化17次的物料储氢量达4.53%,放氢温度降低至290℃。     

金属钒对镁基合金储氢性能的影响

镁及镁基储氢合金具有储氢容量高、成本低及污染小等优点,被认为是用于车载储氢方面较有前途的材料。然而镁基合金存在吸放氢温度较高,吸放氢速度较慢的缺点,抑制了它的实际应用。研究表明,制备多元镁基合金可明显改善合金的储氢性能。采用氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis-HCS)和机械球磨(Mechanical Milling-MM),即HCS+MM技术复合制备Mg90Ni10-xVx(x=0,2,4,6,8)合金。采用X射线衍射仪、扫描电镜及气体反应控制器研究了HCS+MM产物的相组成、表面形貌以及吸放氢性能。XRD分析表明,不同合金均含有MgH2,Mg2NiH4,Mg2NiH0.3,Mg以及VHy相,随着V含量的增加,VHy的相含量逐渐增加,而Mg2Ni氢化物含量逐渐减少。SEM结果表明,Mg90Ni4V6和Mg90Ni2V8合金的颗粒平均尺寸较小且分布比较均匀。Mg-Ni-V合金的吸氢性能优于二元Mg-Ni合金,Mg90Ni4V6的吸氢性能最好,在373 K,合金的吸氢量达到5.25%,且在50 s内就基本达到饱和吸氢量。V可以细化晶粒,使合金内部晶界增多,有利于氢的扩散;并且当合金中的V与Mg2Ni达到一定比例时,对合金的吸氢具有协同催化作用,改善了合金的吸氢性能。Mg-Ni-V合金的放氢性能不如二元Mg-Ni合金,说明在放氢过程中Mg2Ni的催化作用优于V。     

氢化燃烧合成与机械合金化复合制备LaMg_(11.5)Ni_(0.5)储氢材料

采用氢化燃烧合成和机械球磨复合制备了LaMg11.5Ni0.5三元储氢材料,物相分析可知,该体系由MgH2、Mg、Mg2NiH4,Mg2NiH0.3,LaH2以及少量LaNi5H0.3构成.氢化燃烧合成产物LaMg11.5Ni0.5经20h球磨后,在423K时,100s内达到饱和吸氢量3.42%(质量分数);在523K时,1 800s内放氢基本完全,放氢量为3.29%(质量分数).研究表明,该产物在523K时的放氢过程受界面移动过程控制.     

低温球磨制备Mg-4%Ni-1%NiO储氢材料及其性能

采用低温球磨技术制备了Mg-4%Ni-1%NiO储氢材料,主要研究低温球磨时间对材料形貌结构以及储氢性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析材料的形貌和相组成,采用压力-组成-温度(P-C-T)设备研究材料的储氢性能.结果表明:分别经过2、4和7 h球磨后,材料的相组成没有发生明显改变,只有极少量的Mg₂Ni合金相生成.随着球磨时间的延长,材料的平均粒度逐渐下降,作为催化剂的Ni、NiO相逐渐揉进基体内部.伴随着上述变化,材料的活化性能、吸氢性能逐渐提高,球磨到7 h后材料仅需活化1次即可达到最大吸放氢速率,初始吸氢温度降为60℃,在4.0 MPa初始氢压和200℃下吸氢量为6.4%(质量分数),60s即可完成饱和吸氢量的80%,10min内完成饱和吸氢量的90%;材料的放氢性能则在球磨4 h后已经基本保持不变,0.1MPa下初始放氢温度为310℃,在350℃、0.1MPa下材料可在500s内释放饱和储氢量的80%.

     

镁基储氢合金制备新方法--氢化燃烧合成法

相对于高温熔炼法、置换扩散法、固相扩散法和机械合金化法而言，氢化燃烧合成法是制备镁基储氢合金的新方法，近年来受到了国内外的足够关注。本文简要介绍了氢化燃烧合成法的方法、机理以及研究进展。     

储氢材料镁镍合金Mg2NiH4氢化燃烧合成反应机理

采用氢化燃烧合成法可以直接从金属镁、镍混合粉末压坯制备储氢材料镁镍合金Mg2NiH4，与传统的熔炼浇铸＋氢化激活工艺比较，在省能、省时和设备简单等方面具有显著的优越性。本文着重介绍了储氢镁镍合金氢化燃烧合成工艺及其反应机理的DSC和XRD研究结果。     

合金的离子半径对镁基储氢材料电化学性能的影响

熔炼法制备了Mg2Ni0.95Al0.05、Mg2Ni0.95Ti0.05、Mg2Ni0.95Sn0.05四种单一元素掺杂镁基储氢电极合金，测定几个主要的电化学性能指标（包括活化循环次数、最大放电容量和容量衰退率），分析不同掺杂元素对合金电化学性能的影响。结果表明，在四种舍金中，舍金的电化学性质随掺杂元素的离子半径有规律的变化。活化性能受离子半径影响较大，最大放电容量与容量衰退率均随掺杂元素离子半径变化出现最佳值。     

氢化燃烧法合成镁基储氢合金进展

以Mg2 Ni为例系统综述了氢化燃烧法制备镁基储氢合金的进展 ,包括其工作原理 ,氢化燃烧法和其它制备镁基储氢合金方法的比较 ,影响氢化燃烧的因素以及材料的氢化特性。较为详细地介绍了国内外的研究状况并进行比较 ,通过比较Mg2 Ni、Mg2 FeH6 、Mg2 CoH5等储氢合金的吸氢性能 ,指出制备镁基储氢合金的理想发展方向应该是采用复合方法获得实用产品 ,即结合氢化燃烧 ,机械合金化 ,多元化 ,纳米化等方法 ,制备非晶态合金 ,以期达到低温下吸放氢量大于 5 %(质量分数 ) ,具有良好的动力学性能 ,使用寿命长 ,低价格的效果。     

镁基储氢复合材料放氢过程相转变速率研究

用机械合金化方法，在充氢球磨条件下，经不同时间球磨，制备Mg—Ni—MnO2储氢材料。用自行研制的储氢性能测试装置对这种材料放氢过程中的相转变速率进行了测试，并与经相同的球磨工艺制备的Mg—Ni、Mg—MnO2储氢材料的储氢性能进行了比较。试验结果表明：球磨时间对Mg—Ni—MnO2储氢材料的粒度有影响；颗粒大小对放氢过程的相转变速率有影响。颗粒越小，相转变速率的相对峰值越大，完成相变所用的时间相对要短；Ni与MnO2同时催化的镁基储氢材料放氢性能明显高于Ni或MnO2单独催化的储氢材料。     

镁基合金的储氢功能

镁及其合金独特的热力学性质可使其用作充电电池的电极材料以及储氢材料,这不仅因为它的价格相对低廉,而且对环境不造成威胁,更重要的是它的优异的储氢功能.该文综述并预测了镁基合金在储氢材料上的应用前景.     

BiocokeLab等启动使用氢化镁材料的储氢业务

日本BiocokeLab公司（总部：东京）、ECO2公司（总部：名古屋市）及ZEROONEZERO将启动利用可储藏、搬运氢的氢化镁（MgH2）的“镁氢业务”。将通过与其他企业合作的方式,探索与燃料电池等组合的新业务。     

稀土-镁-镍系储氢电极材料的研究进展

介绍了国内外对各种多元及多相稀土-镁-镍系储氢电极材料的研究进展,主要包括材料的组成、制备方法、组织结构以及吸放氢动力学行为和电化学性能方面的研究。     

Mg—FeTi基储氢材料的研究进展

Mg—FeTi基储氢材料由于具有优异的活化性和储氢性能成为研究热点。本文综述了Mg—FeTi基储氢材料的机械合金化、氢化燃烧合成、放电等离子体烧结制备方法,并对其活化性及储氢量的研究进展作了论述。最后对Mg—FeTi基储氢材料前景作了展望。     

镁系储氢薄膜的研究进展

综述了储氢薄膜的研究进展，包括制备方法、制备原理及影响因素。详细介绍了国内外镁系合金薄膜的研究状况，通过分析Mg-Pd，Mg-V，Mg-Ni，Mg-MmNi5复合薄膜的吸氢性能，指出镁系储氢薄膜的理想发展方向应该是寻找一种价格低廉且活性较好的金属元素取代价格较高的Pd、V，采用与其它类活性好的合金复合等方法，获取吸放氢性能优良的储氢薄膜。     

Li-Mg-N-H储氢材料储氢性能测试方法研究

采用等容法研究了机械球磨工艺制备的Li-Mg-N-H材料储氢性能,结果发现,在室温下采用氦气对样品室体积进行标定时,由于Li-Mg-N-H材料对氦气有一定量的物理吸附,造成准确Li-Mg-N-H材料样品体积标定误差,进而造成Li-Mg-N-H储氢材料在503 K下放氢容量随压力的降低而增加异常变化。为准确标定样品体积,通过对Li-Mg-N-H材料室温氦气吸附容量测定,并采用迭代计算方法获得准确的储氢材料样品体积,进而测定Li-Mg-N-H储氢材料503 K下放氢PCT曲线,其表现为放氢容量随压力降低而减小的正常变化规律。Li-Mg-N-H储氢材料503 K,9.6 MPa氢压下的最大储氢容量为4.81%(质量分数),放氢过程表现为单一放氢平台特性。     

FeTi基储氢材料的研究及进展

氢能具有资源丰富,能量高,清洁环保等优点,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源.很多国家和地区都对它进行了大量的研究,使其充分利用并发挥氢的性能.而对于氢能储运是氢能充分利用的关键.现今有很多的学者研究优异的储氢材料来提高氢能的储存效率.而其中FeTi系合金便是一种良好的储氢材料.FeTi系合金中的元素在自然中含量丰富...