基于MgH2水解反應的氫源系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、氫化態(tài)鎂基復合物與水在低溫條件下反應制氫,充分發(fā)揮了鎂的大容量儲氫功能,并使水中部分氫原子以氫氣的形式放出,理論儲氫量可達15.31wt％(水循環(huán)利用)。本文以關鍵技術MgH2的水解制氫和氫源系統(tǒng)裝置為研究對象,研究了在不同助劑、不同pH值、不同壓強條件下MgH2的水解反應性能和對基于MgH2水解反應的氫源系統(tǒng)進行了設計,并對設計制造的氫源系統(tǒng)進行性能初試。
　　本文采用充氫球磨的方法制備氫化態(tài)Mg-Mn復合物,采用自制的裝置測試

2、其水解反應性能,對不同條件下其水解性能的基本規(guī)律進行分析,利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)對其反應產物形貌進行分析與表征。
　　研究結果表明:磷酸鹽類的助劑對提高MgH2水解反應的放氫速率有顯著作用,其反應產物形貌粒徑較小,有大量細片狀組織存在,這種形貌有利于MgH2水解反應的進行。溶液pH值的變化無助于MgH2水解反應性能的改善,隨著pH值的增大其反應程度逐漸降低;反應產物的SEM結果表明:隨著pH值的增大,產物中的

3、團聚現象也越明顯,這種現象進一步佐證了上述結論。改變MgH2水解反應的壓強條件時,隨著壓強值的增大,其最終反應程度有降低的趨勢,在壓強值較小時降低不明顯,后期實驗中,氫氣分壓最好控制在8.361kgf/cm2以下;從反應產物的SEM和XRD結果中也可以看出反應產物顆粒大多呈不規(guī)則的片狀多邊形,晶粒尺寸在10.7-20.8nm之間,晶粒為納米級并且變化不大。
　　在對改變溶液pH值和反應壓強條件的水解反應機理研究中,可以發(fā)現:區(qū)域A

4、vrami指數n值基本都表現出隨反應的進行先上升后下降的趨勢。由此可以預測:在反應初期都有Mg(OH)2晶核的沉淀析出,之后晶核進一步長大。
　　自行設計的氫源系統(tǒng)包括反應容器、反應容器加熱套、儲罐、過渡筒和輔助設備控制箱、真空泵、空氣壓縮機、氫氣增壓機等。對安裝調試好的氫源系統(tǒng)進行MgH2水解反應的探索性試驗研究,結果表明:在前7.5min內的反應速率為最大,7.5min-20min內反應進行緩慢,20min之后水解曲線進入平臺