LiNH2-LiH-MgH2儲(chǔ)氫材料的性能研究.pdf

1、Li-Mg-N-H體系具有儲(chǔ)氫容量高、放氫溫度適中及循環(huán)可逆性好等優(yōu)點(diǎn)，是最有希望成為氫能源實(shí)用化的載體材料之一。但該體系的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能仍有待改善，且吸放氫機(jī)理仍不明確。本論文利用2LiNH2-MgH2體系及LiNH2-LiH體系放氫產(chǎn)物間的協(xié)同促進(jìn)作用，以LiNH2、LiH及MgH2為起始原料，采用高能球磨法制備了Li-Mg-N-H體系材料，并對(duì)其吸放氫性能進(jìn)行了研究。
　　 放氫測試結(jié)果顯示，隨著LiNH2-LiH比例的

2、增加，產(chǎn)物中的LiH含量增加，最大放氫峰溫度降低;但當(dāng)LiNH2-LiH體系與2LiNH2-MgH2體系的摩爾比大于2∶1時(shí)，LiH的含量基本不變，最大放氫峰溫度在235℃左右，最大放氫量約為5.9 wt.％。因此，以摩爾比為2∶1的LiNH2-LiH體系與2LiNH2-MgH2體系的混合物，即4LiNH2-2LiH-MgH2樣品為研究對(duì)象，進(jìn)一步研究了Li-Mg-N-H體系的放氫性能。
　　 XRD及FTIR測試結(jié)果表明，球磨

3、10h的4LiNH2-2LiH-MgH2樣品仍由LiNH2、LiH及MgH2三相組成，放氫過程的活化能為71.3 kJ/mol。放氫動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明，該樣品在200℃、220℃、235℃及250℃下的首周放氫量分別為4.3wt.％、5.0 wt.％、5.2 wt.％及5.3wt.％;最大放氫速率分別為0.07 wt.％/min、0.15 wt.％/min、0.18 wt.％/min及0.23 wt.％/min。放氫循環(huán)測試結(jié)果表明，220

4、℃時(shí)的循環(huán)性能最佳，首周放氫量為5.0 wt.％，第10周為4.6 wt.％，第20周仍可保持在4.2 wt.％，為首周放氫量的84％。
　　 在線GC測試未發(fā)現(xiàn)有NH3放出。不同狀態(tài)下的XRD和FTIR結(jié)果表明，有Li2O、MgO相以及部分未吸氫完全的放氫產(chǎn)物相存在，在一定程度上影響了樣品的放氫循環(huán)可逆性。SEM結(jié)果表明，樣品在250℃及235℃時(shí)，首周燒結(jié)團(tuán)聚較嚴(yán)重，放氫量衰減較多;在220℃時(shí)，經(jīng)首周循環(huán)后僅稍有團(tuán)聚，放氫