催化剂掺杂对MgH2储氢性能的改进研究

作     者：石伟和 贾陈忠 陆必旺 马志鸿 Shi Weihe;Jia Chenzhong;Lu Biwang;Ma Zhihong

作者机构：百色学院材料科学与工程学院广西百色533000 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2022年第46卷第1期

页      面：87-95页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：广西自然科学基金项目(2020JJA160086) 2017年度广西壮族自治区中青年教师基础能力提升项目(2017KY0734)资助 

主　　题：固态储氢 机械球磨 摧化掺杂 MgH 储氢性能 

摘      要：催化剂掺杂被认为是一种非常有效改善MgH_(2)储氢性能的途径。研究结果表明,过渡金属对氢原子具有很强的亲和力,在氢分子的解离或者氢原子的重组过程中,过渡金属的d电子和氢原子/氢分子轨道上的电子发生转移填充,由此产生的相互作用力促进氢分子的解离和氢原子的重组;掺杂过渡金属氧化物同样可以有效地催化MgH_(2)的吸放氢反应,而且在研磨过程中还可以作为润滑剂和分散剂,防止MgH_(2)颗粒的团聚,细化MgH_(2)颗粒尺寸,加速MgH_(2)的氢解吸动力学,催化MgH_(2)的吸放氢反应;过渡金属卤化物在吸放氢过程与MgH_(2)反应生成的过渡金属氢化物能够促进氢分子的解离和氢原子的扩散、在氢化过程中促进形核、减小吸放氢反应的活化能;金属硫化物或金属氢化物与MgH_(2)在球磨过程中的反应产物具有较高的催化活性,能在一定程度上解决脱氢/氢化动力学缓慢的问题,并且MgS能够提供丰富的成核活性位点。碳基材料的添加,能促进Mg/MgH_(2)相形核,细化颗粒尺寸,改善氢吸咐动力学,然而效果弱于金属基催化剂。但掺杂金属基和碳基复合催化剂,MgH_(2)能同时获得掺杂金属基和碳基催化剂的效果,即脱氢温度和脱氢活化能显著降低,又表现出优异的循环稳定性。