碳載靶對鎂基合金吸放氫性能的影響

碳載靶對鎂基合金吸放氫性能的影響材科0701孫玲當(dāng)今社會迅速發(fā)展，能源消耗日漸增加，導(dǎo)致現(xiàn)在人類所利用的煤炭、石油等不可再生能源逐漸減少，據(jù)估計現(xiàn)有的石油資源按現(xiàn)在的開采速度到2050年就將耗盡，與此同時，傳統(tǒng)能源的消耗正改變著地球的大氣環(huán)境，使極端氣候變得日益頻繁，物種滅絕的速度加快，南北極冰原加速融化，海平面上升等，這就使得人們迫切地尋找一種不依賴化石燃料且儲量豐富的新型能源。能源危機(jī)當(dāng)今不可再生能源已經(jīng)所剩無幾現(xiàn)在人們對于新能源的研究主要是在太陽能、潮汐能、風(fēng)能、地?zé)崮?、氫能和生物能等方面。其中氫能憑借其來源豐富、質(zhì)量輕、能量密度高、綠色環(huán)保、儲存方式與利用形式多樣等特點，被公認(rèn)為未來非常理想的能源，具有廣闊的發(fā)展前景。新型能源的種類太陽能風(fēng)能地?zé)崮艹毕軞淠軞涫亲匀唤缰写嬖诒容^廣泛的元素，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，大量存在于水中。氫作為能源，發(fā)熱值很高，是汽油的3倍；而且易于儲運(yùn)，能適應(yīng)各種環(huán)境的要求；本身無毒，在氧氣環(huán)境下燃燒只生成水，沒有任何污染等特征。氫能的優(yōu)勢目前氫能的主要應(yīng)用氫能汽車氫能飛機(jī)氫能的開發(fā)和利用要解決的首要問題是廉價的氫制取，其次是安全可靠的儲氫技術(shù)以及氫運(yùn)輸?shù)姆椒?，最后是怎樣讓氫參與化學(xué)或機(jī)械過程中能量的轉(zhuǎn)換，使化學(xué)能或內(nèi)能能夠轉(zhuǎn)換為機(jī)械能和電能。下面主要介紹儲氫技術(shù)，即如何選用更好的儲氫材料和催化劑氫能應(yīng)用金屬儲氫材料常是指合金氫化物材料：氫原子幾乎可以與元素周期表中包含金屬的所有元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氫化物或氫化合物。趨于成熟和具備實用價值的金屬儲氫材料主要包括鎂系合金、鈦系合金以及釩、鈮、鋯等多元素系合金等等，本課題重點對鎂基儲氫合金進(jìn)行研究。金屬儲氫材料的先天優(yōu)勢鎂基儲氫合金由于純鎂的吸放氫反應(yīng)動力學(xué)性能差，吸放氫溫度高，所以純鎂很少被用來儲存氫氣，為此人們又開始研究鎂基儲氫合金材料。到目前為止，人們已對300多種重要的鎂基儲氫合金材料進(jìn)行了研究。其中最具代表性的是Mg﹣Ni系儲氫合金，許多研究者圍繞該系列合金開展了大量的研究工作。為什么要用合金？1.通過機(jī)械球磨在常溫下直接制備微晶、納米晶和非晶態(tài)鎂基儲氫合金2.通過優(yōu)化成分設(shè)計，主要有將Mg與其它一些元素進(jìn)行多元合金化3.氫化燃燒合成法4.HCS+MM法鎂基儲氫合金的制備方法缺點：活化困難、吸放氫溫度高、速率慢等缺點嚴(yán)重阻礙了該類儲氫合金走向?qū)嵱没?。改善方法：鎂基合金的納米化、多元化、復(fù)合化以及摻雜改性方面。其中貴金屬摻雜對改善鎂基儲氫合金的吸放氫動力學(xué)性能具有顯著的作用。鎂基儲氫合金性能的改善方法催化劑的作用鎂基儲氫材料屬中溫型儲氫合金，通常需要在300℃左右才能有效地吸放氫，而且吸放氫速度較為緩慢（尤其在低溫下），所以其動力學(xué)性能差。故采用添加催化劑進(jìn)行催化處理是十分必要的。為何要在儲氫材料中加入催化劑？主要有過渡族金屬、金屬氧化物和金屬鹵化物，其中鈀碳催化劑是一種常用的加氫催化劑。目前常用的催化劑種類碳載鈀催化劑1.利用多壁碳納米管（MWCNT）為載體，用簡單的液相還原法制備碳載鈀催化劑2.Hummers氧化法合成氧化石墨，然后以硼氫化鈉為還原劑一步還原制得石墨烯負(fù)載鈀催化劑3.硫引入貴金屬法制備介孔碳載鈀碳載鈀催化劑的制備方法目前國內(nèi)外關(guān)于改善鎂基儲氫材料的儲氫性能的研究正在如火如荼地進(jìn)行著，并且取得了一定的成效，