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HCS+MM法制备镁基复合储氢材料结构及储氢性能.pdf
第40卷 第9期 稀有金属材料与工程 V01.40,No.9
2011年 9月 RAREMETALMATERIALSANDENGINEERING 201I
September
HCS+MM法制备镁基复合储氢材料
结构及储氢性能
刘志兵,朱云峰,李李泉
(南京工业大学,江苏南京210009)
产物进行机械球磨得到镁基复合储氢材料。采用XILD、SEM、EDS及PCT研究材料的相结构、表面形貌、颗粒化学成
分以及吸放氢性能。研究表明,添加30%TiFeo.8Mno2Zro脚合金形成的复合物具有最佳的综合吸放氢性能:在373K,
50 K,1800
S内基本达到饱和吸氢量4.11%(质量分数):在493和523s内放氢量分别为1.91%和4.3%:其起始放氢温
度为420K,与M995Nis相比降低了20K.吸放氢性能的改善与复合物的组织结构密切相关。此外,TiFeo.8Mno2Zro.05
的加入改善了复合物的放氢动力学性能。
关键词:镁基储氢合金:氢化燃烧合成;机械球磨;吸放氢性能;复合物
139
中图法分类号:TG 文献标识码:A 文章编号:1002.185X(2011)09.1653.05
K左右【101。
随着传统能源的日渐枯竭和人类对环境污染的不 4.9%(质量分数),并且起始放氢温度降至11450
断重视,氢能作为一种高效洁净的能源受到广泛关注【l】。 另一类是通过优化成分设计来改善镁基储氢合金
而氢的储存是氢能利用的关键。储氢合金作为方便且 的储氢性能。例如,有些研究者将Mg与其它一些元素
安全的储氢媒介已得到大量研究,可用于镍.金属氢化 31、
进行多元合金化,如Mg—Ni【II】、Mg.Fe[121、Mg—Ni.Al【1
物电池及燃料电池汽车车载上。由于镁基储氢材料具 Mg.Ni.Cu[14】;另外还有将镁基合金与其它类型储氢合
有储氢容量高、价格低廉、密度小、资源丰富、对环 金复合,如Mg.LaNi5【1
境污染小等优点,被认为是用于车辆上的较有前途的 Mg.FeTi[181等。
车载储氢合金,从而成为该领域研究的热点12’41。但其 将镁基合金与其它类型储氢合金复合,可有效提
吸放氢温度过高、吸放氢速度较慢(尤其在较低温度 高合金的吸放氢反应速率,降低吸放氢温度。有研究
下),即动力学性能差等缺点,严重地制约着它的实际
应用。为了改善镁基储氢材料的吸放氢性能,国内外 为2.0%(质量分数),在353K下的分解压为0.55MPa,
学者进行了各种研究,通常可分为两大类。 且容易活化【l91。因此,本研究采用HCS+MM法制备
一类是通过开发新的合成方法和制备工艺来提高 M995Nis-x%TiFeo.8Mno.2Zro.05(.萨0,10,20,30)(质量分
储氢合金的吸放氢性能。例如,机械球磨(mechanical数,下同)复合体系,研究其吸放氢性能并讨论
TiFeo.8Mno.2Zro.05的加入对复合物放氢性能的影响。
milling-MM)在常温下可直接制备微晶、纳米晶和非
晶态镁基储氢合金,使合金产生大量晶格缺陷及新鲜表
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