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Mg-Ni系储氢合金研究现状

时间:2021-05-20 20:23来源:毕业论文
氢能是新世纪解决化石能源危机和减轻环境污染的绿色能源之一,具有很大的应用前景以及庞大的潜在市场,但是对氢能储存的低效手段严重的制约了它的广泛使用。Mg基储氢材料是当

氢能是新世纪解决化石能源危机和减轻环境污染的绿色能源之一,具有很大的应用前景以及庞大的潜在市场,但是对氢能储存的低效手段严重的制约了它的广泛使用。Mg基储氢材料是当今新型储氢材料中的一种,它有着高达7.6wt.%的理论储氢容量,同时它有着质轻,价格低廉和无污染等优点[8]。但是目前Mg基合金的工业化大规模制备很难实现,这是由于是以下因素: (1)Mg自身氢的吸收和释放条件要求很严苛,所需的很高放氢温度限制了室温下的应用。(2)反应速度慢,Mg元素是一种很活泼的元素,容易发生氧化形成氧化产物,导致合金和氢发生反应的难度加大。(3) Mg易在碱液中生成Mg(OH)2导致它的吸防氢性能和循环使用性能很差。但是Mg基储氢合金的潜在应用价值却使得研究人员不断地对其进行改性研究,利用一系列的方式来提高它的储氢能力。67179

纯Mg基储氢材料的缺点导致其无法进行大规模的工业应用,但是在这时Mg-Ni系合金出现了。在这个合金体系中可以形成两种金属间化合物Mg2Ni和MgNi2,Mg2Ni具有较大的储氢能力,理论上吸氢量可以达到3.6% 。而吸氢后Mg2NiH4的存在会改善储氢性能。Mg2Ni与Mg相比,吸放氢速度更快,相对放氢温度也较低。因此Mg-Ni系储氢合金的性能受到了广泛的重视。

Mg基储氢合金虽然具有很多的优点,但是苛刻的吸放氢条件制约了它在实际生活中的应用,如何解决这一问题是人们一直以来研究的重点。人们发现,通过合金非晶化转变提高它的力学性能可以改善储氢性能。Lei等采用机械合金化成功法制得了Mg-Ni非晶合金[9],TEM和DSC分析的结果显示,Mg50Ni50合金经过60h的球磨处理基本转变成了完全的亚稳态非晶,并且这种非晶合金的放电容量可以达到500mAh/g,比铸态Mg2Ni合金只有30mAh/g的放电容量高很多,两者之间的巨大差距,引发了人们利用非晶态合金来改善Mg基储氢合金缺陷的强烈兴趣。论文网

     现今常用的制备Mg基非晶储氢合金的方法有两种,分别为机械合金化工艺制备非晶合金和使用熔体快淬法工艺制备。它们有着各自的优点和缺点,下面我们针对他们各自的特点并就它们现今的研究发展展开论述,进而对Mg基非晶合金的制备加深认识及了解

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