鎳對(duì)鎂基儲(chǔ)氫材料球磨制備及性能影響的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、氫能作為一種新能源,它的生產(chǎn)、存貯、運(yùn)輸及實(shí)際應(yīng)用受到能源領(lǐng)域的關(guān)注和研究。儲(chǔ)氫材料是一種以固體方式存儲(chǔ)氫氣的載體,相對(duì)于傳統(tǒng)高壓氣瓶運(yùn)輸較為方便,同時(shí),在氫氣工業(yè)生產(chǎn)方面,則可以從焦?fàn)t煤氣中分離得到。
  本文以純鎂粉、純鎳粉及無(wú)煙煤微晶碳為原料,按照不同的質(zhì)量比,在1 MPa氫氣壓力常溫球磨制備儲(chǔ)氫材料;主要研究了不同制備條件下金屬鎳對(duì)材料的影響,分別從三個(gè)方面:材料的微觀形貌、粒度、物相進(jìn)行了分析,并對(duì)材料的儲(chǔ)氫密度、放氫量

2、、吸放氫溫度等性能進(jìn)行測(cè)試,對(duì)比不同鎳含量不同組分的材料性能,分析了金屬鎳對(duì)材料性能的影響。
  試驗(yàn)表明,由于Ni的硬度比Mg大,在球磨過程中具有一定助磨作用,減小了材料的顆粒尺寸。Ni經(jīng)一定時(shí)間球磨后,能與材料中的Mg、C混合均勻。添加1wt.%~10 wt.%Ni,采用氫氣球磨法制備鎂基儲(chǔ)氫材料,其XRD圖中除Mg、 Ni衍射峰外,存在MgH2的衍射峰;根據(jù)XRD衍射數(shù)據(jù),利用Scherrer公式計(jì)算了晶粒尺寸,發(fā)現(xiàn)隨Ni含

3、量增多,MgH2晶粒增長(zhǎng)緩慢。
  在性能測(cè)試中,發(fā)現(xiàn)Ni能改善鎂基儲(chǔ)氫材料的吸放氫性能。靜態(tài)儲(chǔ)氫時(shí),添加Ni的材料在較低溫度(160℃)下即可得到較高儲(chǔ)氫密度(約5 wt.%),這與無(wú)Ni材料高溫(300℃)下所得儲(chǔ)氫密度相近。添加Ni儲(chǔ)氫材料與不添加Ni儲(chǔ)氫材料相比,放氫溫度約低70~130℃,放氫量增加—從200 mL/g提高到400 mL/g,同時(shí)放氫速度加快。添加Ni的儲(chǔ)氫材料DSC曲線上表現(xiàn)出新的特征:第一峰溫約為30

4、0℃,比MgH2低近100℃,比鎂基儲(chǔ)氫材料約低30℃,并且發(fā)現(xiàn)添加Ni的材料中均出現(xiàn)雙峰,第二峰溫約為350℃。
  此外,添加Ni的材料比一般的無(wú)Ni儲(chǔ)氫材料活化能降低約50 kJ/mol。在H2分解、H擴(kuò)散過程中,Ni產(chǎn)生氫溢流現(xiàn)象,作為金屬催化中心加速H2解離,H原子然后遷移到Mg上,改變了Mg的吸氫路徑,從而降低儲(chǔ)氫條件要求。這與H2直接和Mg發(fā)生反應(yīng)形成氫化物相比,所需能量減小。
  Ni在材料中以單質(zhì)態(tài)和化合態(tài)

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