鎂-鎳儲氫合金材料的研究

1、鎂-鎳儲氫合金材料的研究 鎳儲氫合金材料的研究前言 前言：Mg-Ni 合金是最重要的鎂系儲氫合金之一，對鎂鎳合金的研究很能代表鎂基合金的發(fā)展。其中鎂是吸氫相，鎳是吸氫過程中的催化相，Ni 的加入不僅大大地改善了純Mg 的吸放氫熱力學(xué)和動力學(xué)性能，同時還保持了其吸放氫容量大的優(yōu)點。它這種優(yōu)越性已經(jīng)引起世界各國的廣泛研究，并取得一定成果。一、鎂基儲氫合金儲氫的基本原理 一、鎂基儲氫合金儲氫的基本原理鎂系儲氫合金具有儲氫量高，低成本，輕質(zhì)化等

2、優(yōu)點。在 300～400。 C 和較高的氫壓下，鎂可與氫氣直接反應(yīng)，反應(yīng)生成 MgH2 。MgH2 在 287。 C 時的分解壓為 101.3kPa，其理論含氫量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）可達(dá)7.65% ，具有金紅石結(jié)構(gòu)，性能比較穩(wěn)定。由于純鎂吸氫和放氫速率都很慢，而且放氫溫度高，因此人們很少用純鎂來存儲氫氣，而是通過合金化或制成復(fù)合材料的辦法來改善鎂的充放氫性能。二、鎂鎳儲氫合金（ 二、鎂鎳儲氫合金（Mg2Ni）介紹及性能特點 ）介紹及性能特點鎂

3、基儲氫合金是最有潛力的金屬氫化物儲氫材料之一, 近年來已引起世界各國的廣泛關(guān)注。過渡金屬、稀土金屬和堿土金屬是 3 類主要考慮的合金化元素。過渡金屬中，Ni 被認(rèn)為是最好的合金化元素。因為根據(jù) Miedema 規(guī)則，儲氫合金最好由一個強氫化物形成元素和一個弱氫化物形成元素組成。Ni 與氫的結(jié)合力較弱，氫化物形成焓低，Mg2Ni 吸氫后形成 Mg2NiH4，形成焓為-64．5kJ／mol·H2，較 MgH2 低。Ni 對氫分子

4、具有催化活性，在電化學(xué)儲氫中，過多的 Ni 還具有抗陽極氧化的能力。置換擴散法方法簡單，制得的合金成分均勻，所得產(chǎn)物是粉末狀固體，氫化時不必粉碎，合金表面物理性能較好，較易加氫活化，使吸、放氫速度加快，同時氫化物的熱分解溫度明顯降低(其中，用這種方法合成的 MgNiH4 的分解溫度在 245℃左右，具有優(yōu)異的吸放氫性能） 。(3)氫化燃燒法 氫化燃燒法燃燒法合成是利用高放熱反應(yīng)的能量使化學(xué)反應(yīng)自發(fā)地持續(xù)下去，從而實現(xiàn)材料合成與制備的一種

5、方法。燃燒合成制造 Mg2Ni 合金的方法大致為：將摩爾比例為 2：l的鎂粉和鎳粉混合均勻后，割成壓塊，點燃壓塊的一端，通過一個放熱的固固反應(yīng)，很快就可給出純的 Mg2Ni，在燃燒合成的基礎(chǔ)上，使鎂鎳混合物壓塊在氫氣氛中通過燃燒合成直接制備鎂鎳氫化物的方法也已被提出，這種方法即“氫化燃燒合成” 。與其它制備鎂基儲氫合金的方法相比，該法工藝簡潔，產(chǎn)晶純度高，容易氫化，不需要活化過程。合金合成后即可吸放氫，而且效果很好。(4)機械合金化法（

6、 機械合金化法（MA)機械合金化法是七十年代發(fā)展起來的一種用途廣泛的材料制備技術(shù)，將欲合金化元素粉末混合起來， ，在高能球磨機中長時間球磨，將回轉(zhuǎn)機械能傳遞給金屬粉末，依靠球磨過程中粉末的變形產(chǎn)生復(fù)合，并發(fā)生擴散和固態(tài)反應(yīng)而形成合金粉末。MA 的最大優(yōu)點是可以方便地控制合成材料的成分與微觀結(jié)構(gòu)，制備出具有納米晶，非晶和過飽和固溶體等亞結(jié)構(gòu)的材料，而這些結(jié)構(gòu)對提高儲氫合金的儲氫性能很好的效果。機械合金化技術(shù)在儲氫合金制備上的應(yīng)用開始于 8