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基于镁基氢化物水解的新型氢燃料移动电源

电子技术应用 2015年第1期41卷 132-134页

作者：杨东雷勇刘佩佩川大学电气信息学院四川成都610065 川大学材料科学与工程学院四川成都610065

主要针对传统移动电源需要在有电的条件下进行充电和在使用过程中有一定机率产生爆炸以及使用过后副产品对环境的危害等不足,自主研发了一种采用镁基氢化物水解供氢,具有反应过程和供氢过程可控、可持续发电、便携性好、原料成本低、输... 详细信息

主要针对传统移动电源需要在有电的条件下进行充电和在使用过程中有一定机率产生爆炸以及使用过后副产品对环境的危害等不足,自主研发了一种采用镁基氢化物水解供氢,具有反应过程和供氢过程可控、可持续发电、便携性好、原料成本低、输出电压稳定、适用于长期户外工作者等优点的新型氢燃料移动电源。

关键词：移动电源氢燃料电池镁基氢化物水解

LiBH4+镁基氢化物复合体系储氢性能的研究

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LiBH4+镁基氢化物复合体系储氢性能的研究

作者：邓帅帅浙江大学

学位级别：硕士

以LiBH4为代表的金属配位氢化物已成为高容量新型储氢材料的研究热点。UBH4配位氢化物拥有很高的氢含量（18.5wt.%和121 kg·H2/m3）,但由于它的热力学性质稳定、放氢动力学缓慢以及放氢产物吸氢条件非常苛刻,从而限制了它的实际应用。... 详细信息

以LiBH4为代表的金属配位氢化物已成为高容量新型储氢材料的研究热点。UBH4配位氢化物拥有很高的氢含量（18.5wt.%和121 kg·H2/m3）,但由于它的热力学性质稳定、放氢动力学缓慢以及放氢产物吸氢条件非常苛刻,从而限制了它的实际应用。本文在对国内外LiBH4配位氢化物的研究进展进行综述的基础上,选择了LiBH4+Mg基氢化物作为研究对象,首先研究了MgH2的球磨预处理对2LiBH4+MgH2复合体系储氢性能的影响,然后研究了化学计量比x对LiBH4+ xMg2NiH4 （x=0.25,0.5,0.75,1.0,1.25）复合体系放氢性能的影响规律,以及Mg2NiH4的不同制备方式和球磨预处理对LiBH4+0.25Mg2NiH4复合体系放氢性能的影响,并考察了5LiBH4+Mg2FeH6复合体系的吸放氢性能。通过研究MgH2的球磨预处理对2LiBH4+MgH2%合体系储氢性能的影响规律,结果表明：Mg可以弱化B-H键,且这种弱化效应随着MgH2晶粒尺寸的减小而增强;高度弥散分布的MgH2微纳颗粒降低了复合体系高温放氢过程中固（MgH2）液（LiBH4）反应物质的扩散距离。在较低初始氢气背压下放氢时,随着MgH2晶粒尺寸的减小,2LiBH4+MgH2体系的等温放氢（0.2 bar初始放氢背压）和连续放氢（0.001 bar初始放氢背压）动力学性能显著提高,但是其放氢路径并未改变。在4 bar的较高初始氢气背压下放氢时,随着MgH2晶粒尺寸的减小,2LiBH4+MgH2体系的第一、二步放氢过程加快,但是第三步放氢反应时间延后,总放氢容量略有提高;同时,因其放氢产物中存在有更多的MgB2,故在较高初始放氢背压下复合体系的可逆吸氢性能更好。对LiBH4+xMg2NiH4（x=0.25,0.5,0.75,1.0,1.25）复合体系放氢性能的研究表明：化学计量比x对复合体系的放氢性能具有重要影响。随着化学计量比x的增加,复合体系的放氢温度逐渐降低,放氢动力学性能得到提高,但放氢容量逐渐降低。分析表明,放氢背压和化学计量比均会对高温下液相LiBJL,与固态Mg2NiH4的润湿性产生作用影响,进而影响到复合体系的放氢路径和放氢动力学性能。为了兼顾复合体系的高储氢容量和良好放氢动力学性能,进一步研究了不同的Mg2NiH4制备方式对LiBH4+0.25Mg2NiH4（即4LiBH4+Mg2NiH4）复合体系放氢性能的影响及其作用机理究,结果发现：与磁悬浮熔炼-高压氢化法（IM）相比,采用氢化燃烧法（HCS）合成的Mg2NiH4具有更小的晶粒尺寸,相应的LiBH4+0.25Mg2NiH4复合体系具有更好的放氢性能。为了印证Mg2NiH4的不同制备方式对4LiBH4+Mg2NiH4复合体系的放氢性能的影响主要是由于晶粒尺寸的变化引起的,进一步通过球磨预处理改变Mg2NiH4的晶粒尺寸,并研究了其对4LiBH4+Mg2NiH4复合体系放氢性能的影响,结果表明：随着Mg2NiH4预处理球磨时间的延长,其晶粒尺寸减小,同时能增加高温放氢过程中液态LiBH4与Mg2NiH4的润湿性,增强两相间的化学相互作用,从而使得复合体系的放氢动力学性能和放氢量逐步提高。通过与2LiBH4+MgH2和5LiBH4+Fe体系的比较,着重研究了5LiBH4+Mg2FeH6复合体系的放氢性能及机理。结果表明：与2LiBH4+MgH2和LiBH4+Fe体系相比,5LiBH4+Mg2FeH6体系的放氢动力学性能大大提高,Mg2FeH6在LiBH4分解之前首先分解放氢,原位生成的Mg和Fe细小颗粒均匀分布在LiBH4基体表面,为后续LiBH4的分解放氢提供了协同催化作用。吸放氢循环研究表明：复合体系放氢产物中的硼均以MgB2与FeB的形式存在,MgB2和FeB可以在比较温和的条件下与LiH和H2反应生成LiBH4;吸放氢循环过程中MgB2和FeB的晶粒大小基本没有变化,这保证了复合体系的良好吸放氢动力学性能;而循环吸放氢过程中Mg（MgH2）向Mg2FeH6的氢化转变并非完全可逆,从而降低了5LiBH4+Mg2FeH6体系的可逆吸放氢循环性能。

关键词：配位氢化物 LiBH4 镁基氢化物储氢性能原位催化

Mg含量对氢化燃烧合成MgH_2水解制氢性能的影响

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稀有金属材料与工程 2015年第4期44卷 945-949页

作者：孙陈诚王金刘虎朱云峰李李泉南京工业大学江苏南京210009

系统研究了Mg的添加量及球磨时间对氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)Mg H2在Mg Cl2溶液中水解释氢动力学性能的影响。Mg H2-60%Mg(质量分数,下同)经3 h球磨后在5 min内释氢量为993 m L/g(转化率达80%),经15 min可完全... 详细信息

系统研究了Mg的添加量及球磨时间对氢化燃烧合成(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)Mg H2在Mg Cl2溶液中水解释氢动力学性能的影响。Mg H2-60%Mg(质量分数,下同)经3 h球磨后在5 min内释氢量为993 m L/g(转化率达80%),经15 min可完全水解,副产物为单一的Mg(OH)2。研究表明:镁的添加在降低制氢成本的同时,一方面可提高释氢动力学性能,另一方面也便于副产物回收再生。

关键词：镁镁基氢化物球磨水解制氢

NiCl_2溶液中氢化燃烧合成MgH_2水解制氢性能研究

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电源技术 2018年第3期42卷 388-390,395页

作者：李姝甘德宇刘雅娜朱云峰李李泉南京工业大学材料科学与工程学院江苏南京210009

随着氢燃料电池的快速发展,越来越多的研究学者们开始关注移动氢源技术并提出了在线制氢的概念。采用氢化燃烧合成法(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)制备的镁基氢化物与H2O、MgCl2和NiCl_2溶液水解制取氢气。深入研究了在NiCl_2... 详细信息

随着氢燃料电池的快速发展,越来越多的研究学者们开始关注移动氢源技术并提出了在线制氢的概念。采用氢化燃烧合成法(Hydriding Combustion Synthesis,HCS)制备的镁基氢化物与H2O、MgCl2和NiCl_2溶液水解制取氢气。深入研究了在NiCl_2溶液中制氢性能,主要研究了NiCl_2溶液浓度、NiCl_2溶液体积和反应温度对制氢性能的影响。实验结果表明NiCl_2浓度的增加有利于降低体系pH值,从而改善水解制氢性能。J-M-A方程拟合证明了HCS MgH_2在303、313和323 K温度下水解符合成核与长大机制,为一维扩散过程。水解性能测试表明,0.1 g MgH_2与10 mL 0.5 mol/L NiCl_2溶液进行反应时,当温度为323 K时,60 min内制氢量达到1 628 mL/g,制氢转化率高达95.8%。

关键词：氢化燃烧合成镁基氢化物水解制氢性能

Cr和Ti的元素替代对Mg_2Ni基合金放氢性能的影响(英文)

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中山大学学报（自然科学版） 2007年第B6期46卷 250-251页

作者：李法兵蒋利军杜军王树茂刘晓鹏詹锋北京有色金属研究总院能源材料研究所北京100088

应用扩散烧结工艺合成出Mg2Ni0.8Cr0.2和Mg1.8Ti0.2Ni0.8Cr0.2合金,Cr和Ti对Mg2Ni合金A侧和B侧的替代均导致放氢平衡压力升高。Mg2Ni基合金的储氢性能可以通过元素替代改变晶胞体积来加以改善。

关键词：固态扩散吸氢/放氢镁基氢化物