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储氢材料研究进展

周素芹 , 程晓春 , 居学海 , 朱小红

材料科学与工程学报

氢能作为一种新型的能量密度高的绿色能源,正引起世界各国的重视.储存技术是氢能利用的关键.储氢材料是当今研究的重点课题之一,也是氢的储存和输送过程中的重要载体.本文综述了目前已采用或正在研究的储氢材料,如金属(合金)储氢、碳基储氢、有机液体储氢、络合物储氢、硼烷氨储氢等材料,比较了各种储氢材料的优缺点,并指出其发展趋势.

关键词: 储氢材料 , 金属(合金)储氢 , 碳基储氢 , 有机液体储氢 , 络合物储氢 , 硼烷氨 , MOFs , 综述

镍掺杂的镁(0001)面上氢气解离的密度泛函理论研究

江涛 , 褚海亮 , 齐艳妮 , 李微雪 , 孙立贤

催化学报

采用密度泛函理论研究了氢气在镍掺杂的镁(0001)面上的解离吸附过程.通过固定键长法计算得到氢分子在镍掺杂的镁(0001)面上的解离能垒为0.09 eV,而在清洁镁(0001)面上,氢气的解离能垒为1.15 eV.电子结构分析表明,解离能垒的降低是由于氢分子与表面镍原子形成反馈键并被填充所致.这一计算结果表明,在镁中加入过渡金属催化剂会大大提高储氢材料的动力学性能.

关键词: , , 掺杂 , 储氢材料 , 密度泛函理论 , 氢气 , 解离

机械合金化技术在功能材料中制备的应用

徐红梅 , 严红革

材料导报

机械合金化(MA)是20世纪70年代初发展起来的一种合成材料的新工艺,用此工艺已经制备出了许多新材料.综述了机械合金化技术在制备电触头材料、超导材料、热电材料、电极材料、稀土永磁材料、储氢材料等功能材料方面的应用,并展望了今后的研究发展趋势.

关键词: 机械合金化 , 电触头材料 , 超导材料 , 热电材料 , 电极材料 , 稀土永磁材料 , 储氢材料

高容量储氢材料LiBH4研究进展

夏罗生 , 朱树红

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.03.024

氢能具有清洁、高效及可再生利用的特点,是未来有发展前景的新型能源之一.开发出经济、高效及安全的储存技术是氢能大规模应用的关键,相对于高压气态储氢和液化储氢,通过氢与材料间的相互作用形成固溶体或配位氢化物的固态储氢技术因储氢容量高且安全性好,被认为是最有发展前景的储存方式.配位氢化物中的LiBH4的理论储氢容量高达18.5%(质量分数),远超车载氢源系统重量储氢容量大于5%的要求,是当前高容量储氢材料的典型代表及研究热点,但面临着严重的吸放氢热力学、动力学问题.从改善LiBH4的吸放氢性能出发,分析了储氢技术、储氢材料的研究进展,综述了近年来采取的主要措施,特别是添加适当反应物来形成复合储氢体系,掺杂阴阳离子以改变电负性,添加催化剂,减小品粒尺寸及采用纳米填充法等几个方面的研究成果和研究进展,重点关注其吸放氢机制、吸放氢容量、吸放氢温度及条件、吸放氢反应热力学及动力学等问题.高容量储氢材料LiBH4是车载氢源系统实用化的关键,在现有基础上研发出吸放氢迅速、吸放氢量大、吸放氢可逆、室温操作的方法及体系,是未来研究的重点.

关键词: 氢能 , 储氢材料 , 高容量 , LiBH4

温度对镁基储氢材料用于噻吩加氢反应的影响

李鹏波 , 冉维娴 , 张同环 , 陈海鹏 , 李长振 , 杨敏建

材料导报

利用机械反应球磨法制备了镁基储氢材料,在连续操作固定床反应器上,以噻吩为模型化合物,研究了温度对镁基储氢材料与噻吩反应的影响.结果表明:反应温度过低,储氢材料将无法为噻吩加氢反应供氢,噻吩不发生加氢反应;反应温度过高,噻吩加氢反应生成的C4烃容易发生积碳反应.只有在特定温度范围内,储氢材料才能与噻吩反应生成C4烃.

关键词: 储氢材料 , 加氢脱硫 , 噻吩转化率 , 氢化镁

镁基储氢材料用于噻吩加氢反应

周仕学 , 张鸣林 , 牛海丽 , 王盼盼 , 孔祥荣 , 吕德良

功能材料

用煤基碳作为助磨剂,将镁在氮气中进行反应球磨制得储氮材料,然后利用储氮材料在一定温度下受热时释放出的氮使噻吩发生加氢反应生成H2S.结果表明,储氮材料在低于差示扫描童热分析仪测定的初始放氢温度下就能使噻吩加氮生成HZS,在适宜温度下储氮材料的放氮与噻吩的加氮相匹配时可生成较多的H2S;反应后储氮材料中的MgH2释放出氮,镁与硫结合为晶态MgS;储氮材料中添加钼有利于噻吩的加氢反应.

关键词: 储氢材料 , , 噻吩 , 加氢反应

机械合金化(Mg+Mg2 Ni)+TiO2合金的储氢性能

赵强 , 王建军 , 程绍娟 , 彭忠梅 , 薛建伟 , 李晋平

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2007.04.014

用机械合金化法合成了(Mg+Mg2Ni)+TiO2储氢合金,借助XRD分析了TiO2的加入对合金的物相结构的影响,SEM考察了合金的形貌.TiO2在合金的吸放氢过程中起到很好的催化作用,降低合金放氢温度并且提高合金储氢量,(Mg+Mg2Ni)+10wt%TiO2合金在573K下的储氢量是5.84wt%.

关键词: 机械球磨 , 储氢材料 , TiO2 , 储氢性能

铈对Ti-V-Cr-Fe储氢合金显微组织的影响

黄倬 , 刘晓鹏 , 蒋利军 , 杜军

中国稀土学报

使用V-Fe合金为原料制备了Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50Cex固溶体储氢合金, 采用EPMA和XRD对合金显微组织和相结构进行了分析. 结果表明, 不含Ce的Ti24.93V31.17Cr37.40Fe6.50合金由BCC主相和分布于晶界的Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相组成. 当Ce添加于合金后, 随着合金中Ce含量的增加, Ti9.7Fe3.3O3和TiO0.325相含量明显减少. Ce的添加抑制了富Ti相的析出, 促进了合金元素尤其是Ti的均匀分布. 此外, 随Ce含量增加, 合金BCC主相平均原子半径和晶格常数随之增大, 有利于增大合金的储氢容量.

关键词: 储氢材料 , Ti-V固溶体 , 显微组织 , , VFe合金

退火热处理对快淬态La15-xSmxFe2Ni76Mn5B2储氢合金组织结构及电化学性能的影响

胡学超 , 闫慧忠 , 熊玮 , 李宝犬

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201504004

采用中频感应熔炼-快淬方法制备La15-xSmxFe2Ni76Mn5B2(x=0,2,4,6)型储氢合金.结构分析表明:快淬态La15-xSmxFe2Ni76Mn5B2(x=0,2,4,6)合金为多相结构,主相为LaNi5相,另外还有La3Ni13B2相和(Fe,Ni)相.快淬合金经1173 K保温3小时,而后随炉冷却到室温,随着Sm替代La的量不同,合金的组成相有着不同的变化.电化学测试表明,退火热处理明显提高了合金电极的最大放电容量,改善了合金电极的自放电性能.退火合金电极的高倍率放电能力均低于快淬合金,表明储氢合金电极的电化学动力学性能有所下降.

关键词: 镍氢电池 , 储氢材料 , La-Fe-B系合金 , 电化学性能 , 退火热处理

反应时间对镁碳复合储氢材料用于噻吩催化加氢反应的影响

杨敏建 , 李鹏波 , 林龙利 , 马义 , 赵先尧 , 李春

材料科学与工程学报

噻吩及其衍生物是裂化石油中的主要含硫成分,研究噻吩的加氢脱硫技术对提高燃油品质、增强环境保护具有重要意义.本文采用反应球磨法在氢气气氛下制备了镁碳复合储氢材料,并应用于固定床管式反应装置进行噻吩的催化加氢反应研究,着重考察了不同反应时间阶段的加氢反应产物、噻吩转化率和固硫量结果.结果表明,材料具有较优异的放氢性能,受热释放出的活性氢在较温和的条件下可与噻吩发生加氢反应.随着反应时间的延长,固相产物中MgH2不断解离出Mg并释放出高活性氢,至2h时几乎完全分解;气相产物中先后检测到了CH4、C2H6、C3H6、C3H8、n-C4H8、n-C4H10、c/t-C4H8等的存在;噻吩转化率先增大后减小,储氢材料中的固硫量先增大后逐渐趋于稳定.

关键词: 反应时间 , 储氢材料 , 噻吩 , 加氢反应

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