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镁基储氢材料的研究进展

科学通报 2022年第19期67卷 2158-2171页

作者：张秋雨杜四川马哲文林羲邹建新朱文任莉李映辉上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海交通大学氢科学中心上海200240

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.然而其吸放氢焓值高且氢在镁氢化物中扩散系数低,导致吸放氢温度过高、吸放氢速度缓慢,限制了其在氢能领域的应用.近年来,大量研究工... 详细信息

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.然而其吸放氢焓值高且氢在镁氢化物中扩散系数低,导致吸放氢温度过高、吸放氢速度缓慢,限制了其在氢能领域的应用.近年来,大量研究工作聚焦于镁基储氢材料的热/动力学改性,目前已经取得了大量的成果.本文针对国内外镁基储氢材料的研究现状,归纳了镁基储氢材料的改性方法,重点阐述了合金化、催化剂添加、纳米化、氢化物复合对镁基储氢材料吸放氢热/动力学性能、微观结构、物相变化、吸放氢机理的影响.最后,对该领域的研究成果进行了总结,并展望了未来的发展方向.

关键词：储氢 MgH_(2) 镁基储氢材料储氢机理吸放氢性能

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镁基储氢材料的性能及研究进展

化工进展 2023年第9期42卷 4731-4745页

作者：史柯柯刘木子赵强李晋平刘光太原理工大学化学工程与技术学院气体能源高效清洁利用山西省重点实验室山西太原030024

镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点,被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。由于MgH_(2)稳定性好且放氢焓值高(75kJ/mol H_(2)),氢分子在Mg表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢,导致吸放氢... 详细信息

镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点,被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。由于MgH_(2)稳定性好且放氢焓值高(75kJ/mol H_(2)),氢分子在Mg表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢,导致吸放氢热力学稳定、动力学缓慢,从而限制了其在储氢方面的应用。对于镁基储氢材料性能的改善,目前已经取得了许多研究成果。本文综述了国内外镁基储氢材料的研究报道,归纳了镁基储氢材料的改性方法,重点阐述了合金化、纳米化和添加催化剂对于优化和改善热力学和动力学性能以及吸放氢机理的影响。最后对该领域的研究成果和发展前景进行了总结和展望,基于现有分析认为,在未来的研究中可以综合运用添加催化剂和纳米化改性双重机制对MgH_(2)体系热力学性能进行调控,以获得具有高容量、高性能的Mg/MgH_(2)储氢体系,满足商业化应用的要求。

关键词：储氢镁基储氢材料纳米化吸放氢性能

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镁基储氢材料在含能材料中的应用

火炸药学报 2016年第3期39卷 1-8页

作者：陈曦邹建新曾小勤丁文江上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240

根据化学结构不同将镁基储氢材料分为镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物3类,分别介绍了3类镁基储氢材料在含能材料中应用的研究进展;分析了镁基储氢材料在含能材料中的应用前景和存在的问题;介绍了计算机模拟技术在研究镁基... 详细信息

根据化学结构不同将镁基储氢材料分为镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物3类,分别介绍了3类镁基储氢材料在含能材料中应用的研究进展;分析了镁基储氢材料在含能材料中的应用前景和存在的问题;介绍了计算机模拟技术在研究镁基储氢材料对推进剂热分解影响中的应用情况。结果显示,镁基储氢材料能够通过促进含能材料的热分解过程提升其能量水平,同时其较高的热稳定性有利于改善含能材料组分的相容性和安定性。镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物均可显著提高固体推进剂和炸药的应用性能。因此,镁基储氢材料在含能材料领域具有广阔的应用前景。附参考文献47篇。

关键词：含能材料镁基储氢材料镁基储氢合金氢化物氢化镁镁基配位氢化物固体推进剂

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镁基储氢材料研究新进展

化学通报 2004年第5期67卷 327-332页

作者：王毅邱晓航申泮文南开大学化学学院天津300071

综述了近几年镁基储氢材料研究的最新进展 ,总结了目前改善镁基储氢材料性能所用的主要方法 ,例如反应机械合金化、氢化燃烧合成、掺杂催化元素、制备复合材料、组元替代等。指出采用反应机械合金化法、储氢合金组元调整以及添加催化剂... 详细信息

综述了近几年镁基储氢材料研究的最新进展 ,总结了目前改善镁基储氢材料性能所用的主要方法 ,例如反应机械合金化、氢化燃烧合成、掺杂催化元素、制备复合材料、组元替代等。指出采用反应机械合金化法、储氢合金组元调整以及添加催化剂是改善性能最有效的途径。

关键词：镁基储氢材料机械合金化法复合材料催化剂温度纳米材料比表面积储氢性能

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镁基储氢材料改性研究进展

中国材料进展 2023年第2期42卷 89-97,134页

作者：胡建江姬晓隆刘明硕徐涛烟台大学化学化工学院山东烟台264005 湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003

氢气的高效安全储运是发展氢能源经济迫切需要解决的问题。金属镁在地壳中含量丰富,其氢化物(MgH_(2))分子含氢量达7.6%,是含氢量最高的、可循环吸放氢的简单金属氢化物,体积储氢密度(110 kg/m^(3))高于液态氢,作为固体储氢介质一直备... 详细信息

氢气的高效安全储运是发展氢能源经济迫切需要解决的问题。金属镁在地壳中含量丰富,其氢化物(MgH_(2))分子含氢量达7.6%,是含氢量最高的、可循环吸放氢的简单金属氢化物,体积储氢密度(110 kg/m^(3))高于液态氢,作为固体储氢介质一直备受关注。然而,MgH_(2)的热力学性质稳定,氢化反应焓变为-75 kJ/mol H_(2),0.1 MPa平衡分压温度在300℃左右,远高于质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)实际工作温度。近几十年来,为了改善MgH_(2)的吸放氢性能,各国研究人员进行了大量研究工作,在提高镁基材料储氢性能上取得了巨大进步,特别是材料的纳米结构化产生的尺寸效应使镁基材料储氢性能已趋于实用化要求。首先介绍镁基固体储氢材料特性,然后分类介绍提高储氢性能的原理、效果和存在的问题以及发展趋势。

关键词：镁基储氢材料添加剂掺杂纳米限域纳米结构化独立分散纳米颗粒

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镁基储氢材料水解制氢研究进展

中国材料进展 2023年第2期42卷 105-113,134页

作者：吴加鳌邹勇进孙立贤桂林电子科技大学材料科学与工程学院广西桂林541000

化石能源的广泛使用使得地球上出现了严重的温室效应和空气污染,且化石能源的储量也逐步下降,造成的能源危机日益严重。为了应对这些挑战,人们开始着力寻找清洁无污染的高效可再生能源。氢能因具有超高的燃烧热及零排放的特点而被认为... 详细信息

化石能源的广泛使用使得地球上出现了严重的温室效应和空气污染,且化石能源的储量也逐步下降,造成的能源危机日益严重。为了应对这些挑战,人们开始着力寻找清洁无污染的高效可再生能源。氢能因具有超高的燃烧热及零排放的特点而被认为是最理想的清洁能源。镁基储氢材料因具有高的质量储氢密度,且因镁的地壳含量高、成本低等优点而备受关注。镁基储氢材料水解可以产生高纯度的氢,而且副产物对环境无污染,因此被认为是最有应用前景的制氢方式之一。纯Mg和MgH_(2)水解可以分别产生6.4%和3.4%(质量分数)的H_(2),但镁基储氢材料水解反应产生难溶于水的Mg(OH)_(2),导致其反应动力学缓慢。近年来,通过将金属、金属氢化物与镁基储氢材料进行复合或者在水解反应时添加酸和无机盐等手段有效提高了氢产率和反应动力学性能。综述了镁基储氢材料水解制氢的最新研究进展,并对其未来的发展提出了展望。

关键词：镁基储氢材料水解制氢 Mg(OH)_(2) 氢能

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镁基储氢材料对AP/Al/HTPB复合固体推进剂性能的影响

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含能材料 2009年第5期17卷 501-504页

作者：刘磊力李凤生支春雷宋洪昌李鹏山东轻工业学院化学工程学院山东济南250353 南京理工大学国家特种超细粉体工程技术研究中心江苏南京210094

用差示扫描量热仪(DSC)研究了镁基储氢材料(Mg2NiH4,Mg2Cu-H和MgH2)对高氯酸铵(AP)及AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解性能的影响。结果表明,含量5%的镁基储氢材料对AP热分解过程具有明显的催化促进作用。含量1.3%的镁基储氢材料可以降低... 详细信息

用差示扫描量热仪(DSC)研究了镁基储氢材料(Mg2NiH4,Mg2Cu-H和MgH2)对高氯酸铵(AP)及AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解性能的影响。结果表明,含量5%的镁基储氢材料对AP热分解过程具有明显的催化促进作用。含量1.3%的镁基储氢材料可以降低AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解过程的热分解温度,使分解热明显增加,表现出显著的增强促进作用。燃速测定结果表明,在8MPa下,含量1.3%的Mg2NiH4,Mg2Cu-H和MgH2可以分别使AP/Al/HTPB复合固体推进剂的燃速提高3.5%、14.4%和13.9%。镁基储氢材料对AP和AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解的作用效果与其含氢量有关,MgH2的含氢量大,作用效果好。镁基储氢材料主要通过催化AP/Al/HTPB复合固体推进剂中AP的热分解,表现出对AP/Al/HTPB复合固体推进剂热分解具有较好的催化效果。

关键词：物理化学镁基储氢材料高氯酸铵(AP) 复合固体推进剂热分解燃速

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镁基储氢材料的吸放氢性能

机械工程材料 2008年第4期32卷 5-9,37页

作者：周惦武刘金水卢远志张楚慧湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南大学材料科学与工程学院湖南长沙410082

镁基储氢合金作为MH-Ni电池负极的候选材料,是一种很有应用前景的储氢材料。总结了纳米晶、催化剂改性等对镁基储氢材料吸放氢性能的影响,介绍了不同镁基储氢复合材料的吸放氢性能以及基于密度泛函理论的第一原理计算方法在镁基储氢材... 详细信息

镁基储氢合金作为MH-Ni电池负极的候选材料,是一种很有应用前景的储氢材料。总结了纳米晶、催化剂改性等对镁基储氢材料吸放氢性能的影响,介绍了不同镁基储氢复合材料的吸放氢性能以及基于密度泛函理论的第一原理计算方法在镁基储氢材料吸放氢性能方面所做的一些基础理论研究,指出随着量子化学、凝聚态物理等学科以及计算机技术的发展,理论计算方法在研究镁基储氢材料吸放氢性能方面的作用将越来越重要。

关键词：镁基储氢材料吸放氢性能纳米晶

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镁基储氢材料的研究进展

重庆大学学报（自然科学版） 2006年第12期29卷 72-75,92页

作者：陈玉安唐体春张力重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

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... 详细信息

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.

关键词：储氢材料镁基储氢材料机械合金化储氢性能