硼氫化鈣基復(fù)合材料儲氫行為及其機(jī)理.pdf

1、化石能源（煤、石油、天然氣等）有限的儲量及不可再生性，已無法滿足人類的能源需求。面對日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)境污染的雙重問題，尋求一種新的可再生綠色能源迫在眉睫。在眾多的新能源中氫能釋放能量高達(dá)142 MJ Kg-1，其能量密度大，燃燒后的產(chǎn)物為水，安全環(huán)保，是理想能量的優(yōu)質(zhì)載體，但氫氣的可逆存儲是限制氫能大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。固態(tài)儲氫技術(shù)被認(rèn)為是一種極具潛力的儲氫技術(shù)。輕金屬硼氫化物作為固態(tài)儲氫材料的一種，因具有高儲氫容量，備受關(guān)注。其

2、中，Ca(BH4)2具有11.4 wt％理論儲氫容量，理論反應(yīng)焓變只有40.6kJ/mol H2，是一種極具潛力的高容量儲氫材料，近年被國內(nèi)外儲氫材料研究機(jī)構(gòu)作為研究重點(diǎn)，但其實(shí)際反應(yīng)的熱力學(xué)、動力學(xué)以及可逆性等方面仍須進(jìn)一步改善，就目前的放氫熱力學(xué)、動力學(xué)以及可逆性還無法滿足其實(shí)用化。本文以Ca(BH4)2研究目標(biāo)，通過Mg(AlH4)2與Ca(BH4)2復(fù)合以及采用多孔CaB2H7+0.1TiO2與MgH2復(fù)合的方法，提高體系的儲氫

3、性能，并揭示了促使性能提高的機(jī)理。
　　通過球磨不同比例的Ca(BH4)2和Mg(AlH4)2，制備了Ca(BH4)2-xMg(AlH4)2復(fù)合材料，并研究不同Mg(AlH4)2添加量對Ca(BH4)2儲氫性能的影響。結(jié)合XRD射線、紅外光譜以及DSC熱重分析，揭示了Mg(AlH4)2-Ca(BH4)2體系的分解機(jī)制及其性能改善的機(jī)理。結(jié)果表明，較單一Ca(BH4)2，復(fù)合體系的吸放氫性能得到明顯提高。研究發(fā)現(xiàn)，Mg(AlH4)2

4、分解后產(chǎn)生MgH2與Al產(chǎn)生的Mg-Al固溶體對Ca(BH4)2放氫起到重要作用。形成的MgH2在一定程度上保證了體系具有較高的容量和改善其可逆性。
　　通過在多孔結(jié)構(gòu)的CaB2H7+0.1TiO2基礎(chǔ)上，球磨引入MgH2后制備出CaB2H7+0.1 TiO2+2MgH2復(fù)合體系，并研究其的吸放氫性能。研究發(fā)現(xiàn)，CaB2H7+0.1 TiO2+2MgH2復(fù)合體系相對Ca(BH4)2-2MgH2體系其峰值放氫溫度降低了約70℃，且其