組成和催化劑對(duì)Li-Mg-N-H體系儲(chǔ)氫材料性能的影響.pdf

1、人類的生產(chǎn)生活離不開能源，它是人類一切活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前人類最最關(guān)心和關(guān)注的問題便是能源的發(fā)展和利用。目前，氫能作為最理想的綠色能源成為全世界研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中氫能儲(chǔ)存是需要解決的最關(guān)鍵問題，其中固體儲(chǔ)氫受到研究者們的廣泛關(guān)注。在固態(tài)儲(chǔ)氫材料中，金屬-氮-氫體系的儲(chǔ)氫材料擁有較高的儲(chǔ)氫容量、可逆性好、吸放氫條件相對(duì)比較溫和，材料本身也比較穩(wěn)定，被認(rèn)為是最有前景的儲(chǔ)氫材料之一。本文從組成和催化劑兩個(gè)方面對(duì)Li-Mg-N-H

2、系統(tǒng)儲(chǔ)氫材料進(jìn)行了研究，并通過實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論：
　?。?）PCT測(cè)試研究表明兩種不同組成的Li-Mg-N-H系統(tǒng)（即LiNH2-MgH2體系和Mg(NH2)2-LiH體系）在150~240℃的溫度范圍內(nèi)都有比較明顯的放氫平臺(tái)。系統(tǒng)的溫度達(dá)到200℃以上時(shí)儲(chǔ)氫量均為4.5wt.％以上，并且系統(tǒng)的平衡壓力隨著溫度的升高而增大。系統(tǒng)的組成與平衡壓力之間的關(guān)系滿足范特霍夫方程，兩者放氫的焓變分別為?H=40.4kJ/molH2（LiNH

3、2-MgH2體系）和?H=42.8kJ/molH2（Mg(NH2)2-LiH體系）；熵變?yōu)?S=123.6JK-1/molH2和?S=149.2JK-1/molH2；兩個(gè)體系自由能的變化相差不大。
　?。?）吸放氫動(dòng)力學(xué)研究表明LiNH2-MgH2儲(chǔ)氫系統(tǒng)具有較快的動(dòng)力學(xué)性能，而且其反應(yīng)速度要快于Mg(NH2)2-LiH儲(chǔ)氫體系。兩種組成系統(tǒng)的最終脫氫產(chǎn)物均為Li2Mg(NH)2，該物質(zhì)具有良好的可逆吸放氫性能。從脫氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可

4、計(jì)算得到其活化能，前者約為Ea=42.5kJ/mol，后者的活化能約為Ea=51.7kJ/mol。兩個(gè)體系的不同是，前者多余的是氫化鎂，而后者多余的是氫化鋰。通過吸放氫動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和p-c-T實(shí)驗(yàn)表明氫化鎂對(duì)系統(tǒng)的吸放氫速率的影響要強(qiáng)于氫化鋰，但后者對(duì)抑制吸放氫反應(yīng)的副反應(yīng)產(chǎn)物氨氣的釋放作用稍強(qiáng)于前者，因?yàn)闅浠嚺c氨氣的反應(yīng)較氫化鎂快。
　?。?）通過50h以上的機(jī)械球磨就可以使CaCO3顆粒納米化，其顆粒度可減小到100nm左右。