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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>>

《南开大学学报(自然科学版)》2004年04期
南开大学学报(自然科学版)

镁基合金与碳纳米纤维复合储氢材料的制备与性能研究(Ⅰ)——以化学镀Ni碳纳米纤维为前驱物热扩散法合成Mg_2Ni-CNFs复合储氢材料

0 引  言氢能将成为未来清洁、无竭的新能源,作为其载体的传统储氢合金(HydrogenStorageAlloys,HSA)以及新近颇受瞩目的纳米碳材料(碳纳米管carbonnanotubes简称CNTs,碳纳米纤维carbonnanofibers简称CNFs,活性碳activecarbon简称AC),都在被广泛深入地进行着研究.然而HSA的缺点仍然是能量密度低,甚至最被看好的镁基合金也未能解决吸放氢温度高(气固相储氢)和碱液中的腐蚀问题(电化学储氢),无法满足国际能源协会(InternationalEnergyAssociation,IEA)的标准.另一方面,有关CNTs等碳材料的储氢量及其机理的学术争论仍在继续.既有Chambers等[1]的66.7%的高储氢量报道,也有些研究者认为纳米碳材料的储氢量非常低.有关的基础研究仍需要深入进行.本课题组曾以自制的有着空腔结构的纳米碳纤维(CNFs),进行了化学镀Ni研究[2],证实...  (本文共5页) 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>>

《电网技术》2017年10期
电网技术

电网氢储能场景下的固态储氢系统及储氢材料的技术指标研究

术及储氢材料的技术指标和发展目标。以电网氢储能场景下的固态储氢技术及储氢材料的技术指标为研究对象,首先通过分析电网氢储能系统上游电解水制氢和下游燃料电池的技术特点获得电网氢储能系统对氢气存储和释放的特性要求。在此基础上,结合固态储氢技术和储氢材料的技术发展现状,分析并确定了以电网氢储能为应用导向的固态储氢系统和储氢材料的技术指标和发展目标,从而指导未来以电网氢储能为应用导向的固态储氢技术及储氢材料的研究和开发。0引言电网氢储能是一种将可再生能源电力转化成氢气储存起来的技术,它是一种清洁无污染、能量密度高、运行维护成本低、存储时间长、氢利用形式多样的新型大规模储能技术,可有效解决风能、太阳能等新能源发电稳定并网和弃风弃光问题,并能大幅度降低碳排放[1-6]。近年来,氢储能技术已成为全球研究的热点,并将在电网储能领域得到重要的应用。欧[7-1 3]、美[1 4-1 6]、日[1 7-1 8]以及其他国家[13,19-22]都将氢储能...  (本文共9页) 阅读全文>>

《国际学术动态》2012年02期
国际学术动态

亚洲储氢材料学术研讨会

2011亚洲储氢材料学术研讨会(The1st AsianSymposium on Hydrogen Storage Materials,AHSM2011)于2011年5月23~26日在杭州千岛湖顺利召开。此次会议由浙江大学主办,材料科学与工程学系潘洪革教授负责组织,大会主席为华南理工大学朱敏教授和日本九州大学E.Akiba教授。本次学术研讨会得到了国家科技部、国家自然科学基金委员会和杭州市科学技术协会的资助及杭州市能源学会的协助。本届大会共收到来自中国、日本、韩国、印度、新加坡等5个国家的论文摘要共98篇,全部会议摘要汇编为会议摘要集。来自5个亚洲国家的143名代表出席了本次大会。代表中云集了几乎全部的亚洲顶级储氢材料研究及其应用方面的专家。为了扩大交流,会议还特别邀请了来自美国、瑞士和瑞典的知名储氢材料专家参加会议。氢能被认为是未来最有发展前景的绿色能源之一,但氢的安全高效储存问题一直是制约氢能开发和利用的瓶颈。利用氢与材料的...  (本文共2页) 阅读全文>>

《黑龙江科学》2017年16期
黑龙江科学

氨硼烷作为储氢材料的研究现状和几点启示

1概述氢能是一种储量丰富、能量密度高、极具潜力的清洁能源。氢能的开发和利用受到中、美、日、加等国的高度重视,希望在21世纪中叶进入“氢能经济”时代。氢能的储存是氢能被广泛应用的关键。目前,氢气存储技术通常有三种:高压气态储氢,低温液态储氢,固态储氢。其中高温气态储氢需要加一个压力控制装置,所以存在很大的安全隐患,低温液态储氢需要温度调节装置,技术复杂且成本较高,所以,固态储氢现被认为极具发展潜力的一种储氢技术。当前的储氢方式主要为:机械储氢、化学储氢和物理吸附储氢。一般的高压压缩、低温液化和吸附储氢的方式都很难达成目标。所以拥有特殊结构的硼氮氢化合物是最佳的储氢材料,同时也是最热门的研究热点之一。其中最典型的是——氨硼烷,其含氢量为19.6%,有一定的热稳定性,释放氢气的程度低。基于这些特点,其被认为是最有潜能的新型储氢材料。该怎样提升氨硼烷释放氢气的效率、纯净度及再生性,是当前急需解决的问题。2固态储氢方法分类固态储氢又可大致...  (本文共2页) 阅读全文>>