镁基储氢材料的研究进展

对近几十年来镁基储氢材料的研究历史做了简单的回顾 ,并对镁基储氢材料进行了合理的分类 ,将其分为镁基合金材料体系和镁基复合材料体系 ;分别对合金材料和复合材料的储氢性能进行了系统的阐述 ,指出现有的技术手段已经能够制备具有优异充放氢性能的镁基储氢材料。对镁基储氢材料的应用现状进行了综述 ,总结了现有的镁基储氢材料储氢器以及镁基储氢材料电化学性能的研究现状 ,指出了今后镁基储氢材料应用研究的重点     

低温球磨制备镁基储氢材料及其性能研究

用液氮低温球磨技术制备Mg-8 mol%LaNi0.5储氢材料.采用XRD和SEM研究材料的相结构和表面形貌,采用激光法测定粒度分布,采用PCT设备研究材料的储氢性能.结果表明:经过10 h球磨后,该材料有少量合金相生成:材料平均粒度为10um左右;材料具有平坦的吸放氢平台,吸氢量在573 K时为2.33%(质量分数);在4.0 MPa氢压和523～653 K条件下,3～5 min内完成饱和吸氢量的80%以上.低温球磨制备的材料活化性能好,不需活化,平台性能好,动力学性能得到改善.     

添加碳纳米管镁基材料的储氢性能

用机械合金化方法,以氢气作为保护气氛(0.5 MPa),通过添加碳纳米管,制备出含有碳纳米管的镁基储氢材料(Mg-3Ni-2MnO2-0.25CNTs).结果表明:该材料具有优异的储氢性能,储氢容量达到7.0%;动力学性能也得到提高,吸氢过程基本在100 s以内完成,在0.1 MPa下放氢过程可在600 s完成,放氢平台温度在280℃左右.添加碳纳米管,镁基储氢材料在机械球磨过程中,可以提高其球磨效率,颗粒更加细化均匀,传质与传热性能得到改善,该材料具有良好的应用前景.     

镁基储氢合金的最新研究进展

镁基合金是一类重要的储氢材料。本文综述了Mg2Ni系合金、稀土-镁-镍、镁-稀土等3类含镁储氢合金的最新研究进展,探讨了合金化机理,即合金化元素、原子半径、相结构对含镁基储氢合金性能的影响规律。     

镁基材料中储氢相及其界面与储氢性能的调控

镁基储氢材料因储氢密度高、资源丰富、环境友好等优点而备受关注,但其存在吸/放氢温度过高、反应动力学缓慢和循环稳定性差等缺点,阻碍了其大规模产业化进程。尽管镁基储氢材料在新合金体系开发、纳米调控、催化修饰、多相复合等方面取得了巨大进展,但如何获取兼具吸/放氢容量高、温度适中、反应速率快及寿命长等优良性能的镁基储氢材料仍是一个挑战。本文较为系统地总结了镁基材料中储氢相及其界面的种类,论述了其微观组织/界面特征的调控策略和方法。重点探讨了储氢相组成、微观结构及其表/界面结构调控效果对提升储氢热力学与动力学性能的影响规律与作用机制,展望了通过调控储氢相及其界面来设计镁基储氢材料的前景和发展方向。     

纳米镁基储氢材料对AP热分解性能的影响

采用直流电弧等离子体加高压氢化法制备了纳米镁基储氢材料Mg-H和MgEr-H,并对其相组成和放氢性能进行了表征,结果表明添加稀土元素Er可使Mg粉的吸氢更完全,同时使MgH2的放氢温度降低。采用同步热分析方法(TG/DSC)分析了镁基储氢材料对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响,结果表明两种镁基储氢材料都能有效促进AP的低温和高温分解过程,尤其是高温分解峰温下降了约80℃,并且使得表观放热量大幅增加,可达纯AP放热量的2倍多,反应过程更为剧烈。添加稀土的镁基储氢材料对AP分解的催化效果更好。     

新型镁基双离子电池面世

来自中国科学院深圳先进技术研究院等单位的研究人员,成功研发出了一种基于不溶性有机负极材料的新型镁基双离子电池(Mg-DIB)。相关研究成果发表于国际顶级能源材料期刊《能源存储材料》上。近年来,锂离子电池已广泛应用于消费类电子设备、新能源汽车及储能等领域。但是,锂资源储量有限且分布不均,难以满足未来社会对大规模储能的低成本要求。镁离子电池由于具有高容量、储量丰富等优势,在大规模储能领域具有良好的应用前景。“然而,金属镁负极在有机电解液中易发生钝化,导致镁离子不能可逆沉积/溶解,此外尚缺乏可逆脱嵌镁离子的正极材料,使得镁电的发展受到制约。”论文通信作者之一、中科院深圳先进技术研究院研究员唐永炳说。     

机械合金化直接合成镁基复合储氢材料研究

通过在3．0．MPa氢气气氛下球磨Mg-30％LaNi2(质量分数)的混合粉末，制得镁基复合储氢材料。X射线衍射分析表明，球磨80h后的物相组成为MgH2，Mg2NiH4和LaH3，表明球磨过程中发生固态反应；SEM及EDS分析表明，复合体系中成分分布均匀：该复合储氢材料具有较高的活性和储氢量，在3．0MPa氢气压力和473K～553K之间的条件下，可以在1min之内完成饱和吸氢量的80％以上；在553K时储氢量达到5．419％(质量分数)。     

镁基储氢合金的研究进展

介绍了镁基储氢合金的性能改善方法.总结了近几年镁基储氢合金的研究发展概况,重点从实用性角度介绍了改善合金热力学和动力学性能以满足其作为氢储存系统方面应用的研究进展情况,提高合金放电容量和循环稳定性以满足其作为电池负极材料方面应用的研究进展情况.     

粉末冶金镁基材料研究进展

镁及其合金具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减振和电磁屏蔽性能好、液态成型和机加工性能优良、易回收再生等优点,在航空航天、地面交通和3C产品等领域具有很好的应用前景。然而,镁合金的绝对强度偏低,耐热和耐腐蚀性能不佳,限制了其更广泛的应用。研究和工程实践显示,粉末冶金工艺在改善镁基材料力学性能和耐蚀性方面具有很大的潜力。本文综述了粉末冶金镁基材料研究的最新进展,并简要介绍了粉末冶金镁基材料在生物医学、汽车和储氢等领域的应用情况,最后,展望了粉末冶金镁基材料及工艺研究的发展方向。     

贮氢材料研究进展

氢作为一种新的能源，受到了人们的广泛关注，其制备、贮存、输运及应用技术都有了长足发展。本文即对贮氢材料的种类及其最新进展作以综述。     

镁基复合贮氢合金的合成及其电化学性能

采用机械合金化法合成了NiB粉末，并将其与MgNi非晶态合金进行机械复合，研究了复合对MgNi贮氢合金电极结构及电化学性能的影响。XRD结构分析表明MgNi—NiB通过机械复合后形成了均一的非晶相。电化学性能测试表明：NiB的复合虽然使得MgNi合金电极的初始放电容量有所降低，但是大幅度地提高了电极的循环稳定性。     

金属储氢材料研究概况

综述了氢存储研究的重要性和国内外当前金属储氢材料的研究状况，对稀土系、Laves相系、镁系和钛系4大系列及金属配位氢化物系储氢材料当前的研究热点和存在问题进行了详细的介绍，并对未来金属储氢材料的研究工作进行了展望。金属储氢材料可用于电能、机械能、热能和化学能的转换和储存，具有广阔的应用前景。然而到目前为止，那些在室温下容易释放氢的金属氢化物，其可逆吸氢量不超过2％，无法满足实际要求。因此，新型储氢材料的开发任重而道远。     

可降解医用镁基生物材料的研究进展

生物体内可降解吸收材料是生物材料发展的重要方向,由于金属材料具有较好的强度和塑韧性,因此金属基可降解吸收材料具有重要的临床应用价值。镁是所有金属材料中生物力学性能与人体骨最接近的金属材料,具有理想的生物力学相容性,因此,镁合金作为可降解生物材料具有巨大的应用潜力。首先介绍了镁基材料作为生物体内可降解植入材料的优点,然后简要回顾了镁基可降解生物材料的早期研究情况,同时系统地介绍和总结了目前的研究进展和遇到的挑战,最后展望了镁合金医用材料的应用前景和发展方向。     

镁基贮氢合金吸放氢动力学研究进展

介绍了纳米晶镁基贮氢合金的制备方法、添加催化剂和稀土元素取代对镁基贮氢合金气态吸放氢性能的影响,总结了镁基贮氢合金吸放氢动力学的研究现状,并就今后镁基贮氢材料的研究提出了一些想法。     

基于银氧化物电极的高比能电池研究进展

基于银氧化物电极(银电极)的高比能电池具有比能量大、输出功率高、放电平稳、安全可靠等优点;银电极作为此类电池的关键部件,决定着电池性能的优劣。简要介绍了银电极的工作原理和制备方法;详细分析了银电极中AgO分解、两坪阶电位、活性物质利用率和高倍率放电性能等研究现状;综述了锌银、铝银和锂银等几类基于银电极的高比能电池的原理与特点、发展与应用、性能与改进方法等;对基于银电极的高比能电池的发展方向进行展望。     

镁基储氢材料颗粒尺寸对吸放氢动力学性能的影响

通过吸放氧动力学方程，计算了颗粒大小对镁-镍-氧化物储氢材料吸放氢动力学过程的影响。计算结果表明：不同颗粒直径的镁-镍-氧化物储氢材料的吸放氢反应速度差别较大；颗粒越小，其吸放氢动力学性能越优异。     

含Sc镁镍储氢合金的电化学性能

采用机械合金化方法制备Mg1-xScxNi(x=0,0.01)系列储氢合金.XRD结构分析表明,该系列合金为非晶态合金.XPS分析结果表明,加入微量Sc可以有效地抑制合金表面的氧化程度和提高合金表面Ni与Mg的原子个数比.电化学测试结果表明,微量Sc改善了合金电极的电化学性能,Mg0.99Sc0.01Ni合金电极的放电容量、容量保持率S10、高倍率放电能力HRD200、交换电流密度I0和极限电流密度,IL分别较MgNi合金电极提高10.5%、14.7%、30.4%、202.7%和77.8%.