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?xì)淙剂?，氫單位質(zhì)量包含的化學(xué)能更高（142MJ）。氫單位重量蘊(yùn)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(zhì)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(dá)到了60%，這大大改善了未來能源的利用效率。而氫能的應(yīng)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?yàn)槠鋪碓磸V泛、成本低、高儲氫量等一系列的優(yōu)點(diǎn)，是極具應(yīng)用前景的儲氫材料。然而由于其緩慢的動力學(xué)與較高的熱力學(xué)穩(wěn)定性使得其放氫溫度高達(dá)300℃，這嚴(yán)重阻礙了其實(shí)際應(yīng)用，尤其是在交通運(yùn)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(kuò)散路程就會越短，從而提高了動力學(xué)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(yīng)相結(jié)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?；騇g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(jìn)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(jìn)一步的提高其熱力學(xué)和動力學(xué)性能。
　　對高能球磨得到的材料進(jìn)行表征測試可知，摻雜1g的生成物L(fēng)iCl

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(xué)性能的改善不明顯；隨后又摻雜10at%Ti進(jìn)行置換球磨，發(fā)現(xiàn)其吸放氫速率有更進(jìn)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(xué)和動力學(xué)，因?yàn)殒V很活潑，表面很容易生成一層氧化層薄膜。熱力學(xué)穩(wěn)定性是個狀