LiBH4-MgH2復合體系制備與吸放氫性能的研究.pdf

1、雖然LiBH4被認為是最具潛力的高容量儲氫材料之一，但過高的熱力學穩(wěn)定性使其難以脫氫;而獨自分解得到的B產物也使得再氫化非常困難。Mg可以與LiBH4反應，使得LiBH4的熱力學穩(wěn)定性降低，大大降低了脫氫溫度;兩者按相互耦合脫氫得到MgB2+LiH后，再氫化也相對容易得多，但要達到一定條件。LiBH4-MgH2復合儲氫體系中的兩個單元才能產生相互耦合，進而得到吸放氫熱力學上的改善?？梢哉f，反應路徑問題是LiBH4-MgH2復合儲氫體系實

2、現可逆吸放氫的關鍵問題。
　　本文首先研究原位球磨合成與非原位混合球磨的復合材料之間的吸放氫性能差異，考察制備工藝對LiBH4和MgH2產生耦合的影響。其次，考察TiB2、TiF3催化劑對復合體系脫氫動力學性能的影響。第三，通過設計背景氫壓可以無級調節(jié)的恒壓TPD實驗系統(tǒng)，研究背景氫壓對LiBH4-MgH2復合儲氫體系脫氫路徑的影響，并研究TiF3對復合體系脫氫路徑選擇的影響。
　　在原位球磨合成與非原位混合球磨的比較中發(fā)現

3、:非原位混合球磨的復合材料在吸放氫循環(huán)中出現反應物晶粒尺寸急劇長大，使得LiBH4和MgH2活性降低，接觸減少，而難以產生相互耦合;也使得體系出現成分偏析、傳質路徑增大、擴散勢壘升高，而造成傳質困難。所以從第二次脫氫開始復合體系處于脫耦狀態(tài)，脫氫動力學性能與脫氫容量都急劇衰減。而原位球磨合成的復合材料，則具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，可能是反應物在高能球磨過程中形成有耦合關系良好的小顆粒的互分散體系，使得氫化后形成的LiBH4-MgH2復合體系

4、也是小顆?；シ稚?，且有較好耦合關系。
　　在研究TiB2、TiF3對復合體系脫氫動力學性能的影響時發(fā)現:TiB2使得第一步脫氫激活能降低效果更為明顯;TiF3使得第二步脫氫激活能降低效果更為明顯。LiBH4、MgH2耦合脫氫形成MgB2發(fā)生在第二步脫氫過程中，所以添加TiF3能夠更好的促進MgB2的生成，為再氫化提供有利的條件。
　　研究背景氫壓對復合體系的吸放氫性能的影響時發(fā)現:背景氫壓會影響吸放氫的反應路徑，適度的背景氫

5、壓可以改善LiBH4-MgH2體系的可逆吸放氫性能。添加TiF3可以使LiBH4-MgH2體系更易向有利于耦合方式的脫氫。LiBH4和MgH2的耦合脫氫是在MgH2脫氫之后發(fā)生，過高氫壓對LiBH4和MgH2脫氫都有明顯的抑制，也使兩者耦合沒有前提。而過低氫壓有利兩個單元的脫氫，但也使Mg容易出現顆粒長大而使得與LiBH4的耦合也受阻。中等氫壓下有利，可能是MgH2的脫氫適當放慢，生成Mg的顆粒較小;而且該情況下第一步脫氫的背景溫度也比