納米晶Mg-,2-FeH-,6-儲(chǔ)氫材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、氫能作為一種儲(chǔ)量豐富、來源廣泛、能量密度高的綠色能源，正引起人們的廣泛關(guān)注。氫能的利用首先需解決儲(chǔ)氫的問題。儲(chǔ)氫材料因能安全高效儲(chǔ)氫近十年來成為研究熱點(diǎn)。鎂基儲(chǔ)氫材料，因其價(jià)格低、儲(chǔ)氫密度高被認(rèn)為是一種理想的儲(chǔ)氫材料。純Mg的儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.7wt％。 但是純鎂儲(chǔ)氫材料存在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能差，離實(shí)際應(yīng)用尚有距離。為此國內(nèi)外大量工作致力于改善其吸放氫性能。目前已報(bào)道的文獻(xiàn)對于各類Mg基儲(chǔ)氫材料，在降低工作溫度改善吸放氫性能方面取得

2、了一定成績。本研究圍繞著Mg2FeH6的制備，吸放氫動(dòng)力學(xué)開展了以下工作： 分別應(yīng)用Uni-Ball-Mill 5和XQM-4變頻行星式球磨機(jī)將Mg粉和Fe粉在氫氣中直接球磨合成三元儲(chǔ)氫相Mg2FeH6。從球磨罐中的氫壓降、X-射線衍射圖譜、吸放氫測試等方面探討了不同球磨方式對納米晶Mg2FeH6儲(chǔ)氫材料的合成結(jié)果。XQM-4變頻行星式球磨機(jī)合成的Mg2FeH6相在產(chǎn)率和放氫量方面優(yōu)于采用Uni-Ball-Mill 5球磨機(jī)合成

3、的Mg2FeH6。可能源于前一球磨方式具有更高的球磨合金化效率。分別采用化學(xué)計(jì)量(2:1)和非化學(xué)計(jì)量(3:1)的Mg、Fe原料配比直接反應(yīng)球磨制備Mg2FeH6儲(chǔ)氫材料。非化學(xué)計(jì)量比3:1在H2中直接球磨的樣品，Mg2FeH6的合成產(chǎn)率質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到83.7％；Mg、Fe以化學(xué)計(jì)量比(2:1)直接反應(yīng)球磨得到的Mg2FeH6具有最低的起始放氫溫度204.4℃。通過不同球磨工藝制備Mg2FeH6儲(chǔ)氫材料，發(fā)現(xiàn)采用連續(xù)球磨方式可以有效抑制M

4、gO的生成。另外對Mg2FeH6的微觀形成機(jī)理進(jìn)行了分析。 采用Sievert吸放氫設(shè)備對球磨制備的納米晶Mg2FeH6儲(chǔ)氫材料的吸放氫性能進(jìn)行了研究。研究表明：合成的Mg2FeH6納米晶儲(chǔ)氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，無需任何活化就可以直接循環(huán)吸放氫，在653K，4MPa下，吸氫容量高達(dá)4.42wt％。在3Mg+Fe混合物中添加少量的Ti，TiO2，制備了Mg2FeH6-Ti、Mg2FeH6-TiO2納米復(fù)合材料，對其吸放氫性能