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文献综述
1、引言能源为现代社会的正常运转和持续发展提供了动力.工业革命以来,能源技术取得 了突破性进展,因而人类社会得以快速发展.当前,人们开发利用的主要能源是化石燃 料,包括煤、石油和天然气等.这些能源存在一些问题:一方面化石燃料具有不可再生 的特点,随着人们消耗能源速度的加快,化石燃料终有一天会枯竭;另一方面,化石燃 料在使用过程会产生一系列的环境问题,包括环境污染和全球变暖等,将对人类的生存 造成威胁[1]。
氢能原料来源广泛、对环境无污染并且能量转换效率高,是替代化石燃料 的首选新能源之一[2].氢能的开发利用是一个有机的系统工程,主要包括氢的生产、应 用、储存及运输几大关键技术[3].在全面的清洁能源概念中,氢气是运输和转换能源的 理想能源载体。
镁因其重量轻、比存储容量高、原材料丰富和对环境影响小而被认为是 储氢合金的候选材料[4]。
2、MgH2储氢材料 镁基合金储氢材料凭借储氢量高、原料丰富、价格低廉以及释放产生氢气的纯度高 的特点成为很有发展前途的固态储氢材料之一[5-7]。
单质镁在较高的温度和压力下可直 接与氢发生反应生成 MgH2。
其理论含氢量为 7.6 wt%.MgH2 在 287 ℃的分解压约为 101.3 kPa.但纯镁的吸放氢条件比较苛刻,吸放氢反应的动力学性能较差,放氢需要的 温度较高,因此少有应用[8]。
镁基合金储氢材料主要是 MgNi 系合金,镍的加入对镁氢化物的形成起催化作用, 加快了氢化反应速度.由镁和镍熔炼成的 Mg2Ni 合金在 2 MPa 和 300 ℃下与氢反应生 成 Mg2NiH4。
,在压力为 0.101 MPa 下的放氢温度为 253 ℃,比纯镁的要低.在 MgNi 合金中添加第三种元素,如 Ti,Fe,La,可以改善 MgNi 合金的储氢性能.单纯用一 种元素取代 Mg 或 Ni,虽然合金性能有所改善,但总体性能仍不能满足需要.因此,许多研究者采取同时对 Mg 和 Ni 进行部分取代的方法制取储氢材料[9].目前,镁基合金储 氢材料主要存在镁易氧化、材料易粉化以及吸放氢温度过高等问题,这些制约着其作为 氢能规模化利用候选材料的发展[10]. 3、MgH2储氢材料的改善方式 针对上述镁基储氢材料的热力学与动力学问题,现如今已知有 5 种解决手段。
分别 是催化改性研究、合金化改性研究、纳米化改性研究、复合化改性研究、表面改性研究。
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