組成和催化劑對Li-Mg-N-H體系儲氫材料性能的影響.pdf

1、人類的生產(chǎn)生活離不開能源，它是人類一切活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。當前人類最最關(guān)心和關(guān)注的問題便是能源的發(fā)展和利用。目前，氫能作為最理想的綠色能源成為全世界研究和開發(fā)的熱點。在實際應用當中氫能儲存是需要解決的最關(guān)鍵問題，其中固體儲氫受到研究者們的廣泛關(guān)注。在固態(tài)儲氫材料中，金屬-氮-氫體系的儲氫材料擁有較高的儲氫容量、可逆性好、吸放氫條件相對比較溫和，材料本身也比較穩(wěn)定，被認為是最有前景的儲氫材料之一。本文從組成和催化劑兩個方面對Li-Mg-N-H

2、系統(tǒng)儲氫材料進行了研究，并通過實驗得出以下結(jié)論：
　?。?）PCT測試研究表明兩種不同組成的Li-Mg-N-H系統(tǒng)（即LiNH2-MgH2體系和Mg(NH2)2-LiH體系）在150~240℃的溫度范圍內(nèi)都有比較明顯的放氫平臺。系統(tǒng)的溫度達到200℃以上時儲氫量均為4.5wt.％以上，并且系統(tǒng)的平衡壓力隨著溫度的升高而增大。系統(tǒng)的組成與平衡壓力之間的關(guān)系滿足范特霍夫方程，兩者放氫的焓變分別為?H=40.4kJ/molH2（LiNH

3、2-MgH2體系）和?H=42.8kJ/molH2（Mg(NH2)2-LiH體系）；熵變?yōu)?S=123.6JK-1/molH2和?S=149.2JK-1/molH2；兩個體系自由能的變化相差不大。
　　（2）吸放氫動力學研究表明LiNH2-MgH2儲氫系統(tǒng)具有較快的動力學性能，而且其反應速度要快于Mg(NH2)2-LiH儲氫體系。兩種組成系統(tǒng)的最終脫氫產(chǎn)物均為Li2Mg(NH)2，該物質(zhì)具有良好的可逆吸放氫性能。從脫氫反應動力學可

4、計算得到其活化能，前者約為Ea=42.5kJ/mol，后者的活化能約為Ea=51.7kJ/mol。兩個體系的不同是，前者多余的是氫化鎂，而后者多余的是氫化鋰。通過吸放氫動力學實驗和p-c-T實驗表明氫化鎂對系統(tǒng)的吸放氫速率的影響要強于氫化鋰，但后者對抑制吸放氫反應的副反應產(chǎn)物氨氣的釋放作用稍強于前者，因為氫化鋰與氨氣的反應較氫化鎂快。
　?。?）通過50h以上的機械球磨就可以使CaCO3顆粒納米化，其顆粒度可減小到100nm左右。