鎂鎳系儲(chǔ)氫合金的機(jī)械球磨制備及改性研究.pdf

1、由于化石能源的使用帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題和人類需求的無限性，新型綠色能源的研究迫在眉睫，氫能便是其中之一，而氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸又是最主要的技術(shù)瓶頸。鎂系儲(chǔ)氫合金具有吸氫量大（吸氫質(zhì)量MgH2 為7.6wt％，Mg2NiH4 為3.6wt％）、密度小（僅為1.74g/cm2）、資源豐富（Mg是地殼中儲(chǔ)量列第六位的金屬元素）、價(jià)格低廉和對環(huán)境負(fù)荷小等優(yōu)點(diǎn)，是最有發(fā)展前途的儲(chǔ)氫材料之一。但鎂及其合金作為儲(chǔ)氫材料也存在吸放氫速度慢、吸放氫溫度高和

2、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能差的缺點(diǎn)，因而嚴(yán)重影響了鎂系儲(chǔ)氫合金的實(shí)用化。
　　 采用機(jī)械球磨法制備合金及進(jìn)行合金復(fù)相改性，最終確定的機(jī)械球磨工藝參數(shù)為：不銹鋼罐球磨，球磨氣氛為Ar氣，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為600rpm，球料比為20:1，球磨時(shí)每隔2h在充Ar氣的真空手套箱中將罐中的結(jié)塊粉碎，再繼續(xù)進(jìn)行球磨。
　　 通過機(jī)械球磨法，利用元素取代和表面復(fù)相球磨的方法制備出Mg2Ni、Mg2-xTixNi/Mg2ZrxNi1-x(x=0.2,0.

3、4)、2MgNi-xM(M=TiO2,V2O5；x=10％,15％)和2MgNi-xM(M=C,B；x=10％,15％)等合金。采用X射線衍射儀、PCT 測試儀、熱分析儀測試了合金的結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)氫性能，研究了合金在改性前后相結(jié)構(gòu)組成、儲(chǔ)氫性能，以及合金在放氫時(shí)熱量和重量的變化。
　　 研究結(jié)果表明，取代元素Ti和Zr與鎂、鎳粉經(jīng)球磨后，合金的主要吸氫相為Mg2Ni和Mg。Ti、Zr元素提高了合金的吸氫速率，Zr能夠降低合金的放氫溫度

4、。
　　 根據(jù)合金的p-C-T性能測試結(jié)果，利用Van￠t Hoff公式作出的LnPH2-1000/T關(guān)系曲線表明，在相同溫度下，隨著取代元素含量的增加，合金的放氫平臺(tái)壓升高，放氫焓變值降低，進(jìn)而合金氫化物的穩(wěn)定性有下降的趨勢。
　　 添加氧化物復(fù)相球磨的合金2MgNi-xM(M=TiO2,V2O5; x=10％,15％)中，吸氫后均有氫化物相Mg2NiHx(x=1,4)，其中含10％V2O5的合金在673K時(shí)的吸氫量最