納米氫化鎂顆粒的儲氫性能研究.pdf

1、氫是一種清潔、儲量豐富及無毒無害的可再生性能源，相比于其他碳氫燃料，氫單位質量包含的化學能更高（142MJ）。氫單位重量蘊含的能量很高，是汽油的4倍；而單位體積的能量含量又很低，是汽油的1/5；同時相比于傳統(tǒng)的汽油燃料，氫的燃燒更加快速。它的能量密度比天然氣要小3.2倍，比汽油更是小2700倍。因此，氫并不僅僅是一種能源，更是一種能量的載體，這意味著它存儲以及提供能量是以一種可用的形式。氫最吸引人的性質是其與燃料電池的天然相容性，相比于

2、汽油（22％）及柴油（45%），它的能量效率更高，達到了60%，這大大改善了未來能源的利用效率。而氫能的應用使得安全有效的固態(tài)儲氫方式得以快速發(fā)展。鎂基儲氫材料因為其來源廣泛、成本低、高儲氫量等一系列的優(yōu)點，是極具應用前景的儲氫材料。然而由于其緩慢的動力學與較高的熱力學穩(wěn)定性使得其放氫溫度高達300℃，這嚴重阻礙了其實際應用，尤其是在交通運輸方面。研究發(fā)現(xiàn)，鎂基儲氫材料的顆粒越小，氫氣在其中的擴散路程就會越短，從而提高了動力學性能即加速

3、吸放氫的速率。本文采用高能球磨法和置換反應相結合的方法，制備出顆粒尺寸較小的MgH2和LiCl的混合物，MgH2顆粒均勻鑲嵌在LiCl鹽中，從而有效地阻止MgH2顆粒或Mg顆粒的長大，提高材料的循環(huán)使用壽命。通過XRD、SEM、PCT等手段對材料的儲氫性能進行表征，系統(tǒng)的研究儲氫材料的顆粒尺寸對吸放氫性能的影響。然后通過摻雜鈦粉來進一步的提高其熱力學和動力學性能。
　　對高能球磨得到的材料進行表征測試可知，摻雜1g的生成物LiCl

4、使得制備出的儲氫材料里的MgH2的晶粒尺寸在20nm左右，有效地提高了材料的吸放氫速率，且循環(huán)20次儲氫容量基本上沒有太大的變化，但是對其熱力學性能的改善不明顯；隨后又摻雜10at%Ti進行置換球磨，發(fā)現(xiàn)其吸放氫速率有更進一步的提高，其初始放氫溫度也得到了明顯的改善，相比于純鎂，初始放氫溫度降低了將近40℃。很好的說明了單純的靠降低材料的尺寸很難同時提高材料的熱力學和動力學，因為鎂很活潑，表面很容易生成一層氧化層薄膜。熱力學穩(wěn)定性是個狀