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文檔簡介
1、隨著人類對能源需求的不斷增長、傳統(tǒng)化石能源的匱乏和環(huán)境污染的日益加重,開發(fā)清潔的新能源以供可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫。氫能作為一種清潔的二次能源,在燃料電池材料方面發(fā)揮著重要的作用,各國都將開發(fā)這一類新能源列為重點(diǎn)研究項(xiàng)目。車載儲氫技術(shù)要求儲氫材料儲氫量大、可逆性好、吸放氫熱力學(xué)和動力學(xué)性能能夠達(dá)到常溫應(yīng)用要求。通過閱讀國內(nèi)外文獻(xiàn),找出該研究領(lǐng)域的方向,并確定以LiBH4作為本論文研究的主題。LiBH4的儲氫量在固體儲氫材料中含氫量最高(18.
2、5 wt%),最有潛力達(dá)到國際車用氫氣儲存系統(tǒng)的要求,因此受到越來越多的關(guān)注。但是LiBH4熱穩(wěn)定性高,放氫速率慢,且可逆性差,要達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求還面臨許多挑戰(zhàn)。
合成制備了具有一定規(guī)則結(jié)構(gòu)催化劑介孔TiO2和碳凝膠,通過X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、高倍透射電鏡(TEM)對樣品的組分、形貌及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析表征,通過BET測試研究了制備樣品的比表面積及孔徑分布等。在與骨架催化
3、劑復(fù)合方面,采用濕化限域法,將LiBH4成功負(fù)載于其中,并測試了復(fù)合物的儲氫性能。
第一部分,通過一系列實(shí)驗(yàn),歸結(jié)出合成制備TiO2的最佳條件為磁子攪拌10min,140℃水熱22h,選擇用PH為5~6,氬氣中煅燒6h;制備最佳的介孔TiO2樣品表面積可達(dá)184 m2/g,孔徑分布范圍為5~35 nm; LiBH4與介孔TiO2復(fù)合后的LiBH4/TiO2(1∶1)樣品起始放氫溫度220℃,最大放氫溫度發(fā)生在~330℃,顯
4、示了較好的熱力學(xué)性能;同時該樣品3h內(nèi)在300℃總共可以放出11 wt%的氫氣,展現(xiàn)了該樣品極好的放氫動力學(xué)性能;通過機(jī)理研究表明,介孔TiO2兼具介孔骨架和高效催化劑的雙重作用,從而在改善LiBH4性能上優(yōu)勢明顯。
第二部分,通過制備合成不同孔徑的碳凝膠材料,總結(jié)了制備該類材料在孔徑控制方面的主要因素;制備的S2凝膠材料孔徑分布較窄且孔徑最小,在3~5nm;通過濕法限域,LiBH4成功載入凝膠材料,LiBH4/S2材料初
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