氢化燃烧合成(HCS)与机械力化学法(MM)复合技术制备高容量高活性纳米镁基储氢材料为本实验室首创。本项目围绕提高HCS+MM产物放氢性能,改善循环稳定性以及揭示高容量高活性(373K,100s吸氢>5.6wt.%)机理,采用合金化、复合体系、催化剂以及微结构分析等方法展开了深入研究。 研究表明(1) 采用合金化和复合化可显著提高低温放氢性能,HCS中加入Cu和Zr0.7Ti0.3Mn2以及MM中加入TiF3均可降低Mg95Ni5起始放氢温度至420K,比HCS产物降低约190K,比HCS+MM产物降低约40K;(2) 温度,晶粒长大和表面氧化层是影响循环稳定性的主要因素,温度提高,储氢循环稳定性提高,而晶粒长大和表面氧化层是循环容量和动力学性能衰退的主要原因;(3) 透射电子显微(TEM)分析证实了HCS及MM均产生大量晶格缺陷,揭示了产物低温高容量高活性吸氢机理,产物晶粒内部大量晶格缺陷和高无序度晶界诱导氢化物快速成核生长,同时作为氢快速扩散通道,促使氢通过氢化物层扩散发生氢化反应。项目研究取得良好成果,达到了预期目标。
英文主题词Magnesium-based hydrogen storage materials; Hydriding combustion synthesis; Mechanical milling; Micro mechanism; Hydrogen storage property