儲(chǔ)氫材料鎂鎳合金

儲(chǔ)氫材料鎂鎳合金Mg2NiH4

氫化燃燒合成

儲(chǔ)氫材料定義儲(chǔ)氫材料是一種能夠儲(chǔ)存氫的材料儲(chǔ)氫材料是能與氫反應(yīng)生成金屬氫化物的物質(zhì)。（狹義）具有高度的吸氫放氫反應(yīng)可逆性儲(chǔ)氫材料是能夠擔(dān)負(fù)能量儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)換和輸送功能的物質(zhì)，“載氫體”或“載能體”。（廣義）儲(chǔ)氫材料的應(yīng)用一、載熱系統(tǒng)二、載電系統(tǒng)三、設(shè)計(jì)制造成“氫庫”儲(chǔ)存氫*代替汽車、火車、飛機(jī)的油箱做動(dòng)力源*作為“油庫”，隨時(shí)供氫。四、分離凈化氫*通過反復(fù)的吸、放氫可以得到高純氫五、氫化反應(yīng)的催化劑、去除水中溶氧、制造氫能電池

常用儲(chǔ)氫材料某些具有六方晶系A(chǔ)B5

結(jié)構(gòu)的晶體

。如：LaNi5

某些第三元取代六方晶系A(chǔ)B5

結(jié)構(gòu)的晶體

。如：LaNi5-xMx

儲(chǔ)氫性能好，原料價(jià)格昂貴。TiFe基多元合金合金。如：TiFe1-xMnyAz

材料易得，活性好含雜（非金屬）合金。輕金屬合金。如Mg基合金，具有重量輕、儲(chǔ)氫密度高、鎂資源豐富、環(huán)境污染影響小等許多優(yōu)良特性。鎂鎳合金的儲(chǔ)氫能力，理論上可以達(dá)到合金自身重量的3.6%。氫化燃燒合成法燃燒合成：利用反應(yīng)物之間放熱反應(yīng)的熱量來合成產(chǎn)物。氫化燃燒合成法：將合成反應(yīng)置于氫氛中進(jìn)行，即氫化-合成一步法。氫化鎂鎳合金氫化燃燒合成法與傳統(tǒng)方法的比較傳統(tǒng)的熔煉法：在熔煉過程中鎂易揮發(fā)，且產(chǎn)物要做反復(fù)的氫化激活處理。氫化燃燒合成法：可以直接從金屬鎂、鎳混合粉末壓坯制備活化的Mg2NiH4。用方程式表示整個(gè)氫化合成反應(yīng)為：2Mg+Ni+2H2→Mg2NiH4+Q(KJ)。與傳統(tǒng)的合成方法相比，氫化燃燒合成的工藝在省能、省時(shí)和設(shè)備簡單方面具有極大的優(yōu)越性。兩種合成方法示意圖鎂鎳合金氫化燃燒合成

反應(yīng)機(jī)理不同氫壓下氫化燃燒合成Mg2NiH4的DSC（differentialscanningcalorimeter)曲線至少四個(gè)反應(yīng)：二個(gè)反應(yīng)（Peak1和Peak3）涉及氣體反應(yīng)，另二個(gè)反應(yīng)（Peak2和Peak4）不涉及氣體反應(yīng)。Peak1來自脫氫反應(yīng)；Peak2來自于鎂鎳體系的共晶反應(yīng)（鎂鎳體系的共晶溫度779K）；Peak3來自吸氫反應(yīng)。四個(gè)樣品的合成產(chǎn)物相組成經(jīng)X射線衍射分析表明均主要由Mg2NiH4和Mg2NiH0.3二相組成。樣品5,6,7的合成氣氛條件樣品加熱過程冷卻過程出現(xiàn)的峰序號(hào)氣氛壓力氣氛壓力(MPa)

(MPa)

樣品5氬氣0.1氬氣0.1Peak2,2’樣品6氬氣0.1氫氣2.0Peak3,4,2,2’樣品7氫氣2.0氬氣0.1Peak0,1,2,2’

樣品7的DSC曲線以上三個(gè)樣品的合成產(chǎn)物相組成的X射線衍射分析表明，樣品5和樣品7主要由Mg2Ni單相組成；樣品6主要由Mg2NiH4和Mg2NiH0.3兩相組成。

圖表分析結(jié)果Peak2'主要來自于燃燒合成反應(yīng)2Mg+NiMg2Ni，Peak2是燃燒合成反應(yīng)中共晶反應(yīng)生成液相的結(jié)果Peak1來自金屬鎂的脫氫反應(yīng)MgH2

Mg+H2

Peak0來自金屬鎂的吸氫反應(yīng)Mg+H2

MgH2

Peak3來自于Mg2Ni的吸氫反應(yīng)Mg2Ni+2H2

Mg2NiH4Peak4來自相轉(zhuǎn)變Mg2NiH4（HT）

Mg2NiH4（LT）反應(yīng)機(jī)理在2.0MPa氫氣氣氛下，氫化燃燒合成Mg2NiH4的過程由以下七個(gè)反應(yīng)組成：（1）Mg+H2

MgH2（2）MgH2

Mg+H2（3）2Mg+NiMg2Ni（L）（4）2Mg+NiMg2Ni（5）Mg2Ni+1.5H2

Mg2NiH0.3（6）Mg2Ni+2H2

Mg2NiH4（HT）（7）Mg2NiH4（HT）

Mg2