镁基储氢材料的研究进展

从镁基储氢材料体系入手,综述了该体系的研究情况及近期进展．对镁基储氢材料进行了合理的分类,将其分为单质镁储氢材料、镁基储氢合金和镁基储氢复合材料．并结合各类镁基储氢材料的国内外研究状况,指出要改善镁基储氢材料的储氢性能,必须走多元合金化的路线并在学习有关理论的基础上,采用优化合金成分与新的合成方法来进一步提高材料的储氢性能．     

微晶碳在镁基复合储氢材料中的作用

为了提高金属镁的放氢动力学性能,将无烟煤经脱灰并碳化后制得的微晶碳添加到镁粉中,用氢气反应球磨法一步制得高性能镁碳复合储氢材料。用X射线衍射和红外光谱对微晶碳的结构进行了表征,用透射电镜、引射线能谱、粉末X射线衍射对储氢材料的结构进行了测试,用差示扫描量热分析和P—C-T分析对材料的储氢性能进行了研究。结果表明,微晶碳具有类石墨晶体结构,对镁有良好的助磨作用,并与镁有协同吸氢和放氢作用。镁粉中添加40％微晶碳,球磨2h的粒度即可达到30-50nm,储氢材料的初始放氢温度可低至227.4℃,储氢密度可达6.7％。     

AB3型储氢合金复合电极材料制备及电化学性能

以La_2Mg_(17)作为中间合金采用熔炼法成功制备了AB_3型合金La_(0．7)Mg_(0．3)Ni_(2．875)Co_(0．525)Mn_(0．1),与球磨法制得的NiB进行不同比例的复合．对合金复合前后的电化学容量、循环寿命、高倍率放电以及电化学交流阻抗(EIS)进行了测试,结果表明储氢材料经NiB复合后,合金电极循环稳定性明显提高,但是其最高放电容量有所降低；高倍率放电能力增强,抗腐蚀性能增强．     

LaNi5储氢材料中储氢状态的理论研究

根据氢在储氢合金晶格空隙中的分布和状态，应用包含排斥项在内的ＩＣＯＮＣＬ（ＥＨＭＯ）计算，研究了ＬａＮｉ５体系的储氢结构，与实验结果基本符合。     

镁基储氢材料的研究

总结近几年来镁基储氢材料的研究发展概况，重点综述元素取代、复合处理、表面改性及机械合金化等方法对镁基储氢材料性能的影响，探讨镁基储氢材料研究中存在的问题以及今后研究的重点。     

碳基储氢材料研究进展

氢能以其可再生性和环境友好性成为未来最具发展潜力的能源载体，储氢技术是氢能应用中的关键问题。本文综述了近年来超级活性炭、石墨纳米纤维、碳纳米纤维和碳纳米管等碳基储氢材料的研究进展，并对该领域未来的研究工作进行了展望。     

高密度储氢材料的研究进展

氢是一种清洁的燃料,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢能的利用最关键的环节就是氢能的储存。氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标。固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。目前该领域的研究取得了一些阶段性的成果,虽然目前发展的各种材料都有不易克服的缺点,但储氢材料的前景还是十分广阔的。高密度储氢材料由轻元素构成,包括铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物、氨硼烷等,理论储氢质量分数均达到5%以上。简述了氢能的优势及储存方法,介绍了镁基储氢材料、络合物储氢材料、Li-B-H系和2种或2种以上储氢材料复合4类有望实用化的储氢材料的研究现状,并指出了储氢材料的发展方向。     

储氢合金的研究进展

储氢合金是近年来开发的一类新型高性能材料。本文介绍了储氢合金的工作原理、基本类型、性能及开发的最新进展 ,讨论了它在氢的储存、运输、净化、催化和镍。氢化物电池等高技术领域中的应用前景     

Zn(BH4)2-LiNH2复合储氢材料的制备及储氢性能

以NaBH4,ZnCl2和LiNH2为原料,机械球磨法制备Zn(BH4)2-LiNH2复合储氢材料.采用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热-热重分析(DSC-TGA)和扫描电镜(SEM)和吸放氢测试装置等方法表征Zn(BH4)2-LiNH2复合储氢材料的物相、键合特征、热稳定性、储氢性能和形貌.结果表明:Zn(BH4)2-LiNH2复合体系在116℃和193℃时分别发生熔化和热分解.随着放氢温度的升高,体系在150℃时放氢气量为0.015 mol/g.而在200℃时,材料的放氢量增加至0.018 mol/g,提高放氢温度对该体系的放氢动力学影响有限.循环吸氢实验发现(BH4)2-LiNH2复合体系在150℃,0.1 MPa H2条件下不能可逆吸氢.     

镁基储氢电极负极材料的研究进展

文阐述了储氢合金电极的电化学反应过程以及对储氢电极合金的性能要求,介绍了镁基储氢合金的特点,综述了近年来Ni—MH二次电池负极用镁基储氢舍金的研究发展概况,讨论了改善电化学性能的一些方法,同时给出目前一些研究成果。     

基于机械形变方法的TiFe基储氢合金的研究进展

TiFe储氢合金理论储氢量为1.86 wt.%,且分解压力适中,循环稳定性好,价格便宜且资源丰富,极适于大规模工业生产和应用,被认为是一种非常有前途的固态储氢材料。但传统的TiFe储氢合金存在着活化困难、有效储氢容量较低、抗杂质气体毒化能力很差等突出问题。针对上述TiFe基储氢合金的缺点,研究人员进行了大量的改性研究。笔者总结了基于机械形变方法的TiFe基储氢合金的研究进展,对比了采用高能球磨技术、冷轧技术、孔型轧制技术及高压扭转技术处理后的TiFe基储氢合金的储氢性能,并探讨了冷锻技术、等径角挤压技术及搅拌摩擦加工技术等潜在的可用于TiFe基储氢合金的储氢性能改善的机械形变方法。     

多孔聚合物储氢材料研究进展

综述多孔聚合物储氢材料自具微孔聚合物、共轭微孔聚合物、超交联聚合物的合成方法及储氢性质的研究进展.分析影响储氢材料的储氢性能因素,并与其他多孔储氢材料的储氢性能进行比较.     

电沉积镍-储氢合金复合电极的析氢电催化性能

采用电沉积方法制备了镍-稀土储氢合金(Ni—AB5)复合电极，利用稳态极化曲线及电化学交流阻抗技术研究了该电极在28％KOH溶液中的析氢电催化性能，并用扫描电镜观测了电极的表面形貌．结果表明，与电沉积纯Ni电极相比，Ni—AB5复合电极具有较低的析氢过电位和电化学反应阻抗以及较大的交变电流密度和比表面积，在纯Ni及Ni—AB5电极上析氢反应的标准活化自由焓分别为74．2kJ／mol和39．8kJ／mol，即Ni—AB5复合电极表现出较高的析氢电催化活性．复合电极在碱性溶液中的析氢反应符合Volmer—Heyrovsky历程，电化学脱附为反应速度的控制步骤．     

基于金刚石结构碳的多孔材料设计及储氢性能研究

基于金刚石结构的碳设计了多孔材料,利用GCMC方法对其在温度为298 K,压强为0~100 bar的条件下的储氢量、氢分子分布和等量吸附热进行了讨论.考虑孔内壁以化学吸附的氢在内,PCM-2和PCM-3两种多孔材料的重量储氢量达到了相关机构规定的实际储氢应用的最低标准.氢分子密度分布图表明氢分子在孔道中的分布距离孔道边缘有一定的距离,此距离是因氢分子具有一定的动力学直径所致.等量吸附热表明多孔材料对氢分子的吸附属于物理吸附.     

镁基固态储氢材料研究进展

 镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点,被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH₂的热分解放氢焓值高（75 kJ/mol H₂）,造成其放氢温度较高、动力学差; MgH₂的水解过程中,由于常温水解产物Mg（OH）₂逐渐包裹在MgH₂表面,阻隔了MgH₂与水的接触,从而导致水解产氢效率较低。近年来,大量研究工作聚焦于改善MgH₂的热解/水解供氢性能及实际应用,已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发,总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响,重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系,并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展,将实现氢气的高安全、高效及大规模储运,助力中国氢能产业的发展。     

储氢合金压力-组成-温度关系性能测试研究

在评价储氢材料性能的众多参数中,P-C-T曲线是衡量储氢材料性能的关键性参数。本文通过对储氢材料储氢过程特点的分析,自行设计安装了一套测量储氢材料储氢性能的装置,原理简单,测量精度高,操作方法简捷,实验所得样品合金P-C-T曲线基本符合理想P-C-T曲线。     

中国科大硒材料合成及其电化学储氢研究获新进展

近日，中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）谢毅教授领导的课题组发展了一种可见光辅助光热化学合成的新方法，成功地控制合成了微米管状、亚微米棒状、梭形纳米棒状、刺猬状纳米棒组装体等不同形态的特殊硒材料。研究结果表明硒材料形貌与结构对其电化学储氢性能有显著影响，如硒亚微米管的电化学储氢性能明显优于梭形纳米棒。该成果发表在4月10日出版的国际著名化学期刊Angew．Chem．Int．Ed．上。     

纳米限域镁基储氢材料研究进展:小综述

氢气因其高热值、来源丰富而被认为是一种理想的清洁能源。然而,要想以一种高密度、廉价和安全的方式储存氢是氢能蓬勃发展的主要限制。镁基储氢材料具有储氢容量大（7.6wt%）、性能好、成本低等优点,被认为是一种很有前途的固态储氢材料。但目前仍需要克服高热力学稳定性和缓慢动力学上的障碍。解决这些问题的方法大致分为添加催化剂和控制颗粒尺寸两种。而许多研究都表明镁颗粒可以很容易地进入到支撑模板的孔隙中,在这个过程中由于模板孔隙限制的原因可以有效的限制颗粒聚集从而达到控制材料尺寸的效果,这种方法我们把它称为纳米限域。本文综述了纳米限域对镁基储氢性能学的影响,总结了通过不同种类的限域材料原位氢化或熔融法等方式达到限域目的的研究,减低颗粒尺寸的同时可以显著改善储氢动力学性能。这项工作为利用纳米限域法设计高性能镁基材料的提供了应用前景。     

纳米添加物对镁基合金储氢性能的影响

综述了添加纳米的过渡族金属、金属氧化物、及一些低温动力学性能良好的储氢合金等对Mg基合金储氢性能的影响.这些影响主要表现在3个方面:一是降低吸/放氢过程的活化能,使反应更易进行;二是为氢原子提供扩散通道,增强输运氢的能力;三是提高抗氧化能力,减缓储氢材料在吸放氢循环过程中在表面形成能阻止氢分子的离解和向材料内部扩散的致密氧化物,利于吸氢,延长吸放氢循环周期.纳米添加物的作用机制主要有通道效应、溢流效应、应力作用协同脱氢及界面催化等.     

第一性原理研究锂修饰的类石墨烯碳氮纳米结构的储氢性能

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了锂修饰的类石墨烯碳氮纳米结构的储氢性能.结果表明该体系是一种理想的储氢材料,锂原子通过向衬底转移电荷而带正电,通过静电场的极化作用,每个锂原子可以吸附3个氢分子,其储氢的质量比可达11.5 wt%.氢分子的平均吸附能比较理想,可以实现在室温下可逆的储氢和放氢.