Li-Mg-N-H體系的儲氫性能研究.pdf

1、氫氣的安全高效儲存是制約氫能規(guī)?；瘧?yīng)用的瓶頸之一。Li-Mg-N-H儲氫材料體系因其具有高的氫含量和較好的可逆性能，受到研究人員的關(guān)注，但較高的放氫動力學(xué)阻力和放氫過程中副產(chǎn)物較多等缺點嚴(yán)重阻礙了其實用化的進(jìn)程。為了進(jìn)一步改善Li-Mg-N-H系儲氫材料的儲氫性能，本論文從催化改性入手，對其進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　我們首先利用Mg(BH4)2對2LiNH2MgH2體系的儲氫性能進(jìn)行優(yōu)化。2LiNH2MgH20.1Mg(BH4)2樣

2、品的起始放氫溫度為80℃，較2LiNH2MgH2體系降低了50℃。放氫后的2LiNH2MgH2-0.1Mg(BH4)2樣品在180℃，48bar氫壓條件下經(jīng)過2小時能夠吸氫5.0wt%，而且2LiNH2-MgH2-0.1Mg(BH4)2樣品的熱擴散系數(shù)在沒有犧牲儲氫容量的前提下較2LiNH2-MgH2提高了近一倍。
　　通過球磨2LiH-LiAlH4自制了Li3AlH6，將其添加到2LiNH2-MgH2中。2LiNH2-MgH2-

3、0.1Li3AlH6樣品在300℃下能夠放出6.43wt%的氫氣，放氫起始溫度僅為78℃。恒溫脫附測試表明，2LiNH2-MgH2-0.1Li3AlH6具有良好的低溫放氫動力學(xué)性能，同時有效抑制了氨氣的釋放。進(jìn)一步研究了Li3AlH6的添加量對2LiNH2-MgH2-xLi3AlH6樣品熱擴散系數(shù)的影響規(guī)律。
　　利用KOH對商業(yè)活性炭進(jìn)一步活化制備出了SuperC，并對其微觀形貌和物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。通過研究發(fā)現(xiàn)，2LiNH

4、2-MgH2-10wt%Super C具有最佳綜合儲氫性能，其初始放氫溫度和峰值放氫溫度分別為71℃和168℃，較2LiNH2-MgH2有了明顯降低，與此同時成功抑制了副產(chǎn)物氨氣的釋放。SuperC的添加有助于提高材料熱擴散系數(shù)，解決材料固相反應(yīng)相界面的傳質(zhì)傳熱較差的問題，從而改善體系的放氫性能。
　　添加LiH組成3LiNH2-MgH2-2LiH三元儲氫體系，其放氫性能顯著提高，主要表現(xiàn)為放氫溫度降低，放氫量提高。LiH的添加明