鎂鎳儲氫合金的氫化燃燒制備技術及摻雜改性研究.pdf

1、儲氫材料是伴隨著能源危機的加深和環(huán)境保護意識的加強在最近二三十年才發(fā)展起來的新型功能材料。在常見儲氫合金中，鎂基儲氫合金是唯一儲氫量大于3.0wt％的儲氫材料，被認為是在燃料電池、燃氫汽車用的最有前途的儲氫合金材料。因此鎂基儲氫合金成為該領域最近幾年各國研究開發(fā)的熱點。 本文采用近年發(fā)展起來的氫化燃燒合成（HCS）新方法，利用XRD、SEM、DSC-TG等分析測試手段，較全面系統(tǒng)地開展了如下研究：研究了氫化燃燒工藝參數(shù)、不同的制

2、樣方式及鎳含量對氫化燃燒合成鎂鎳儲氫合金的影響：研究了摻銅、鈦、鑭系金屬對氫化燃燒合成鎂鎳儲氫合金工藝參數(shù)的影響；通過cellcale晶胞參數(shù)計算軟件計算了摻雜后Mg<,2>NiH<,4>晶胞參數(shù)的變化；分析探討了摻雜使鎂鎳儲氫合金放氫溫度降低、動力學性能改善的原因和機理;以鎂帶為原料，采用機械碾壓法制備了厚約50μm的鎂薄片，經(jīng)過表面氟化處理，考察了鎂薄片的儲氫性能：對鎂薄片表面進行了化學鍍Ni處理，采用氫化燃燒合成法制備了鎂鎳儲氫合

3、金薄片，研究了鎂鎳儲氫合金薄片的儲氫性能；等。實驗得出，氫壓為2MPa、620℃保溫時間為90min時，鎂粉、鎳粉直接氫化燃燒合成的試樣，放氫量2.39 wt％；摻銅（Mg：Ni：Cu為2：0.75：0.25/mol），在2MPa氫壓、600℃保溫5h的試樣，放氫量為2.92wt％；摻鈦（Mg：Ni：Ti為1.75：1：0.25/mol），在2MPa氫壓、600℃保溫4h的試樣，放氫量為2.43 wt％；摻鑭系金屬（Mg：Ni：REM為

4、40：50：10/wt％），在2MPa氫壓、60032保溫4h的試樣，放氫量為3.21 wt％。這里得出的最高放氫量為3.21 wt％，與鎂鎳儲氫合金的理論儲氫量（3.6％）接近；制備的鎂鎳儲氫合金薄片的吸、放氫溫度可分別降至250℃、270℃，放氫量可達2.6wt％。 通過上述研究，本論文在以下四個方面取得了具有創(chuàng)新性的研究成果： （1）全面系統(tǒng)地研究了利用氫化燃燒合成法制備鎂鎳儲氫合金的工藝技術路線，包括工藝技術參數(shù)、

5、不同的制樣方式，以及鎳含量對氫化燃燒合成鎂鎳儲氫合金的影響。首次比較了鎂粉、鎳粉直接氫化燃燒，鎂粉、鎳粉壓片和鍍鎳鎂片三種制樣方式對氫化燃燒合成鎂鎳儲氫合金的影響。得到鎂粉、鎳粉直接氫化燃燒比鎂粉、鎳粉壓片和鍍鎳鎂片更容易形成Mg<,2>NiH<,4>的結論。 （2）系統(tǒng)地研究了摻雜對氫化燃燒合成鎂鎳儲氫合金及其性能的影響；研究了摻鈦、富鈰鑭系稀土對氫化燃燒合成鎂鎳氫化物及其放氫量、放氫溫度、放氫速率的影響。研究得出，摻銅、摻鈦