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镁基复合储氢材料的制备及气态储氢性能研究

本文首先全面评述了国内外关于Mg基材料气态储氢性能的研究与开发的进展,并分析了目前存在的主要问题,特别是吸放氢温度较高和吸放氢反应速率较慢等问题。在此基础上,本文确定了以Mg-Ni-Cr三元合金为研究起点,逐步优化到Mg基多元合金并采用表面催化改性制备Mg基复合材料的研究思路,寻求改善Mg基储氢合金吸放氢动力学性能和降低氢化反应温度的有效途径。对不同计量比Mg_2Ni_(1_x)Cr_x(x=0~0.30)合金的相结构及气态储氢性能研究表明,粉末烧结Mg_2Ni_(1_x)Cr_x合金为单一的Mg_2Ni相结构,固溶Cr使Mg_2Ni相的晶胞参数变大。高能球磨过程中由于Cr的加入引发结构的不稳定,使Mg_2Ni发生相分离,形成(Mg_2Ni-Ni)复相合金。在Mg_2Ni_(0.8)Cr_(0.2)三元合金的基础上,选取Ti替代Mg进一步研究了Mg_(2-x)Ti_xNi_(0.8)Cr_(0.2)(x=0.05~0.20)四元  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

镁基纳米复合储氢材料的制备及其储氢性能研究

镁基储氢材料具有储氢量大(7.6wt%)、环境友好、成本低等优点,在能源材料的开发方面得到了越来越多的关注,但是由于纯镁的吸放氢热力学及动力学性能较差,使其难以获得广泛的实际应用。纳米化及微量催化剂的掺杂是改善镁基储氢材料性能的最有效手段。本文首先比较了纳米限域法及液相还原法制备的纳米Mg的储氢性能,研究发现液相还原法制备的纳米Mg吸放氢动力学性能优异,吸放氢量更大,并且合成工艺简单,成本低。其次,在液相还原法的基础上,采用共沉淀法将过渡金属元素(Ni、Ti、Fe、Co、V、Pd等)掺杂到纳米Mg颗粒中,制备了纳米Mg-TM(TM=Ni、Ti、Fe、Co、V、Pd)复合储氢材料,并通过XRD、TEM、STEM、EDS、DSC、PCT等测试手段,对样品的物相组成、微观形貌、储氢性能等进行了系统地表征。纳米限域法制备碳凝胶负载纳米Mg的研究显示:纳米MgH_2均匀地负载在碳凝胶的三维网格结构当中,大部分颗粒尺寸10nm。由于碳凝胶的...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

南开大学
南开大学

新型高容量镁基复合储氢材料的制备及性能研究

氢的廉价制取、安全储运以及高效应用是目前氢能研究领域的重点,而安全、高效的氢的储运是实现氢能规模化应用的技术关键,因此新型高容量储氢材料的研发具有重要的学术意义和应用价值。氢化镁的理论储氢量为7.6wt%,体积储氢密度为110kg/m3,是一种非常有潜力的储氢材料。但是其较高的放氢温度、较差的动力学性能,阻碍了其实际应用。本论文以MgH2储氢体系为研究对象,在全面综述MgH2储氢体系研究进展的基础上,系统研究了以下几种Mg基复合储氢体系的储氢性能、微观结构及吸放氢反应机理:(1)本文首先研究了高温热裂解制备的石墨烯纳米片(GNS)添加球磨制备的MgH2-GNS复合储氢体系的吸放氢性能、微观结构以及吸放氢反应机理。研究结果表明不同GNS添加量、不同球磨时间制备的MgH2-GNS复合储氢材料都具有较好的吸放氢动力学性能,其中添加5wt%GNS球磨20h的MgH2-5wt%GNS-20h材料具有最优异的储氢性能。300℃时,1min之...  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

《绥化学院学报》2017年08期
绥化学院学报

储氢材料及研究进展

氢能量密度高,可以实现大规模储存,易于实现氢电、氢热转换、无污染,因此氢能是优质能源,氢能的利用首先必须解决氢的制取、储存与输运以及氢能转换等关键技术。发展高性能储氢材料是解决氢的储存与输运的重要途径,至今,一些储氢材料已经得到开发,有力的推动了氢能的利用。氢气储存方式主要分为物理方法和化学方法,其中物理储氢材料包括碳纳米管材料、介孔材料和金属有机框架材料等。在这一类储氢材料中含多孔结构,氢以分子状态吸附在孔材料表面而实现储氢。基于化学机制的储氢材料有金属氢化物、配位氢化物和化学氢化物等材料,氢以原子或离子形式与其他元素结合而实现储氢。本文主要介绍了近年来发现的具有高性能的储氢材料及其研究进展,以及储氢材料的应用与发展趋势。一、物理储氢物理吸附机制的储氢材料与氢之间的相互作用较弱,吸氢一般需要极低的温度和高的压力,常温下可逆质量储氢密度较小,目前发现的主要物理储氢材料如下。(一)碳纳米管。1997年,A.C.Dillon等指出单...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国科技投资》2012年26期
中国科技投资

储氢材料的研究进展

随着传统能源的日渐枯竭,以及生态环境恶化的双重压力,致使人类面临着能源和环境危机的严峻挑战。而氢能作为一种高效、清洁、无污染的能源,日益受到人们的瞩目。从长远来看,它的发展可能带来能源结构的重大改变。如果能被有效地开发利用,作为一种能源替代物将会有广阔的应用前景。但是目前氢的制备和储运仍是一大难题,即迫切需要寻找一种便利的、价格低廉的氢能存储系统,即优良的储氢材料。各国科学家正在努力地寻找和研究解决这些问题的途径。一、储氢材料必备的特性科学家们已根据氢的物理化学特性研究得知,若使储氢材料具有实用价值,必须具备以下特性:储氢含量高;具有高度的反应可逆性,且可在常温常压下进行。;具有良好的循环性,而且循环的次数要足够多;易活化、滞后效应小;具有优良的抗毒性能。此外,在研究设计时还应注意要尽量满足比重小、能量密度高、制造工艺简单、安全等特性。由于目前人类科学技术水平的限制,还未能发现能同时满足上述多数条件的储氢材料,因而其应用也受到了...  (本文共1页) 阅读全文>>

《化工中间体》2011年12期
化工中间体

美研制出新型液态储氢材料

国化学家最近研制出一种硼-氮基液态储氢材料,它可以在室温下工作,并能在空气和水中保持稳定。这种材料不仅能储氢,还能放氢,且放氢过程环保、可控。该技术有望解决当前困扰氢能源储存难和运输难等一系列问题。据技术负责人介绍,该材料是一种名为硼氮-甲基环戊烷的硼氢化...  (本文共1页) 阅读全文>>

《化学推进剂与高分子材料》2010年02期
化学推进剂与高分子材料

金属储氢材料研究进展

作为燃料,氢具有最高的质量热值(其热值1.25×106kJ/kg,为汽油的3倍、焦炭的4.5倍),是理想的高能清洁燃料之一[1-2]。目前,尽管高压(低于17MPa)气态储氢、低温(低于20K)液态储氢等技术手段使得氢在一些常规燃料和航天推进等领域得以应用,但高压气态氢体积热值小以及低温液态氢液化过程耗能高、使用条件苛刻等问题严重限制了氢作为火炸药能量供给组分的应用。利用吸氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的固体储氢方式,能有效克服上述储存方式的不足,而且储氢体积密度大、安全度高、使用和运输便利。因此,今后储氢研究的重点将是新型高性能储氢材料的研发,目前研究较为广泛的主要是金属储氢材料[3]。储氢材料按氢的结合方式可分为化学键合储氢(如储氢合金、配位氢化物、氨基化合物、有机液体碳氢化合物等)和物理吸附储氢(碳纳米管、多孔碳基材料、金属有机框架材料、纳米储氢材料、多孔聚合物等)。从上述储氢材料的性能(燃烧热、材料密度、储氢密度、反...  (本文共5页) 阅读全文>>