储氢材料111.ppt

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1、 储氢材料镁镍合金Mg2NiH4 氢化燃烧合成 储氢材料定义n储氢材料是一种能够储存氢的材料n储氢材料是能与氢反应生成金属氢化物的物质。（狭义）具有高度的吸氢放氢反应可逆性n储氢材料是能够担负能量储存、转换和输送功能的物质，“载氢体”或“载能体”。（广义）储氢材料的应用一、载热系统 二、载电系统三、设计制造成“氢库”储存氢 *代替汽车、火车、飞机的油箱做动力源 *作为“油库”，随时供氢。四、分离净化氢 *通过反复的吸、放氢可以得到高纯氢五、氢化反应的催化剂、去除水中溶氧、制造氢能电池 常用储氢材料n某些具有六方晶系AB5 结构的晶体。如：LaNi5 n某些第三元取代六方晶系AB5 结构的晶体。

2、如：LaNi5-x Mx 储氢性能好，原料价格昂贵。nTiFe基多元合金合金。如：TiFe1-xMnyAz 材料易得，活性好n含杂（非金属）合金。n轻金属合金。如Mg基合金，具有重量轻、储氢密度高、镁资源丰富、环境污染影响小等许多优良特性。镁镍合金的储氢能力，理论上可以达到合金自身重量的3.6%。氢化燃烧合成法n燃烧合成：利用反应物之间放热反应的热量来合成产物。n氢化燃烧合成法：将合成反应置于氢氛中进行，即氢化-合成一步法。氢化镁镍合金氢化燃烧合成法 与传统方法的比较n传统的熔炼法：在熔炼过程中镁易挥发，且产物要做反复的氢化激活处理。n氢化燃烧合成法：可以直接从金属镁、镍混合粉末压坯制备活化的

3、Mg2NiH4。用方程式表示整个氢化合成反应为：2Mg+Ni+2H2 Mg2NiH4+Q(KJ)。与传统的合成方法相比，氢化燃烧合成的工艺在省能、省时和设备简单方面具有极大的优越性。两种合成方法示意图 镁镍合金氢化燃烧合成 反应机理 n 不同氢压下氢化燃烧合成Mg2NiH4的DSC（differential scanning calorimeter)曲线n至少四个反应：二个反应（Peak 1和Peak 3）涉及气体反应，另二个反应（Peak 2和Peak 4）不涉及气体反应。nPeak 1来自脱氢反应；Peak 2来自于镁镍体系的共晶反应（镁镍体系的共晶温度779K）；Peak 3来自吸氢反应

4、。n四个样品的合成产物相组成经X射线衍射分析表明均主要由Mg2NiH4和Mg2NiH0.3二相组成。n样品5,6,7的合成气氛条件 样品 加热过程 冷却过程 出现的峰 序号 气氛压力 气氛压力 (MPa)(MPa)样品5 氩气 0.1 氩气 0.1 Peak2,2样品6 氩气 0.1 氢气 2.0 Peak3,4,2,2样品7 氢气 2.0 氩气 0.1 Peak0,1,2,2 样品7的DSC曲线 n以上三个样品的合成产物相组成的X射线衍射分析表明，样品5和样品7主要由Mg2Ni单相组成；样品6主要由Mg2NiH4和Mg2NiH0.3两相组成。图表分析结果nPeak 2主要来自于燃烧合成反应2

5、Mg+Ni Mg2Ni，Peak 2是燃烧合成反应中共晶反应生成液相的结果nPeak 1来自金属镁的脱氢反应MgH2 Mg+H2 nPeak 0来自金属镁的吸氢反应Mg+H2 MgH2 nPeak 3来自于Mg2Ni 的吸氢反应Mg2Ni+2H2 Mg2NiH4nPeak 4来自相转变 Mg2NiH4（HT）Mg2NiH4（LT）反应机理n在2.0 MPa氢气气氛下，氢化燃烧合成Mg2NiH4的过程由以下七个反应组成：n（1）Mg+H2 MgH2n（2）MgH2 Mg+H2n（3）2Mg+Ni Mg2Ni（L）n（4）2Mg+Ni Mg2Nin（5）Mg2Ni+1.5H2 Mg2NiH0.3n（6）Mg2Ni+2H2 Mg2NiH4（HT）n（7）Mg2NiH4（HT）Mg2NiH4（LT）储氢材料氢化燃烧合成法的发展前景n大量实验，研究、总结其反应特性和合成条件，研制高纯、高活性的氢化镁镍合金。n研制多元合金，改善镁基合金的储氢性能。n对现有结论进行微观研究，并由此指导有关工艺研究。