氫化鎂放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究.pdf

1、儲氫材料熱力學(xué)的分析不但對吸放氫性能測試有理論指導(dǎo)意義，而且對儲氫材料的研究、開發(fā)和利用也有極重要的實(shí)際意義。對鎂基儲氫材料進(jìn)行熱力學(xué)研究，有助于揭示材料吸放氫的反應(yīng)過程及熱力學(xué)規(guī)律。動(dòng)力學(xué)分析可得到材料在不同溫度下吸放氫的活化能，評估材料在某條件下反應(yīng)的可能性及反應(yīng)速率的快慢，從而為儲氫材料在氫燃料電池領(lǐng)域的應(yīng)用提供可行性信息。
　　用堿熔、酸洗、碳化處理制得的微晶碳做助磨劑，球磨金屬鎂3h，制得儲氫材料70Mg30C。實(shí)驗(yàn)表明

2、，在氫氣反應(yīng)球磨過程中鎂氫化為MgH2;分別用差示掃描量熱法、程序升溫脫附法、質(zhì)譜法測定的材料放氫特征溫度（初始溫度、高峰溫度、結(jié)束溫度）有差異，其中質(zhì)譜法滯后最多，程序升溫脫附法次之;根據(jù)300～380℃的p-c-T曲線用范特霍夫公式計(jì)算出的放氫焓變?yōu)?2.7 kJ/mol，用差示掃描量熱法吸熱峰積分求得的吸熱量為38.4 kJ/mol，二者有一定差異。
　　在等溫條件下用體積法進(jìn)行放氫測試，根據(jù)放氫數(shù)據(jù)用Arrhenius方程

3、計(jì)算出的放氫活化能為104.85 kJ/mol。在變溫條件下用程序升溫脫附法測得材料的TPD曲線，用Kissinger方程和Sharp方程分別對材料的活化能進(jìn)行計(jì)算。Kissinger方程求得的活化能為105.87 kJ/mol;當(dāng)升溫速率為5℃/min、10℃/min和15℃/min時(shí)，Sharp方程求得的活化能分別為108.33 kJ/mol、98.70 kJ/mol和113.19 kJ/mol。等溫法和非等溫法均可用于放氫活化能的

4、計(jì)算，由于公式、原理、采用數(shù)據(jù)等方面的不同，求得的活化能有差異。
　　影響儲氫材料放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的因素有很多，粒度就是其中之一。用掃描電鏡和原子力顯微鏡觀測可見，顆粒的平均粒徑約為100 nm，顆粒大小主要分布在50～100 nm之間，而透射電鏡觀測的顆粒大小主要集中在50 nm左右。掃描電鏡圖的粒度分布近似為對數(shù)正態(tài)分布，粒度分布范圍為25～260 nm。結(jié)合課題組前期工作得知，隨著粒度的減小，材料的儲氫量隨之增加，材料的初