镁基合金与碳纳米纤维复合储氢材料的制备与性能研究(Ⅰ)--以化学镀Ni碳纳米纤维为前驱物热扩散法合成Mg2Ni-CNFs复合储氢材料

利用金属Mg易热扩散制合金的特性，以化学镀Ni的碳纳米纤维(Ni-CNFs)为前驱物，制备出了Mg-Ni合金与CNFs的复合储氢材料．并测试了其电化学性能，提出了镁基储氢合金与CNFs复合储氢材料的储氢机理．     

高密度储氢材料的研究进展

氢是一种清洁的燃料,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢能的利用最关键的环节就是氢能的储存。氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种,其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标。固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中,其能量密度高且安全性好,被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式。目前该领域的研究取得了一些阶段性的成果,虽然目前发展的各种材料都有不易克服的缺点,但储氢材料的前景还是十分广阔的。高密度储氢材料由轻元素构成,包括铝氢化物、硼氢化物、氨基氢化物、氨硼烷等,理论储氢质量分数均达到5%以上。简述了氢能的优势及储存方法,介绍了镁基储氢材料、络合物储氢材料、Li-B-H系和2种或2种以上储氢材料复合4类有望实用化的储氢材料的研究现状,并指出了储氢材料的发展方向。     

镁基储氢材料的研究进展

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．     

低温球磨制备Mg-4%Ni-1%NiO储氢材料及其性能

采用低温球磨技术制备了Mg-4%Ni-1%NiO储氢材料,主要研究低温球磨时间对材料形貌结构以及储氢性能的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析材料的形貌和相组成,采用压力-组成-温度(P-C-T)设备研究材料的储氢性能.结果表明:分别经过2、4和7 h球磨后,材料的相组成没有发生明显改变,只有极少量的Mg2Ni合金相生成.随着球磨时间的延长,材料的平均粒度逐渐下降,作为催化剂的Ni、NiO相逐渐揉进基体内部.伴随着上述变化,材料的活化性能、吸氢性能逐渐提高,球磨到7 h后材料仅需活化1次即可达到最大吸放氢速率,初始吸氢温度降为60℃,在4.0 MPa初始氢压和200℃下吸氢量为6.4%(质量分数),60s即可完成饱和吸氢量的80%,10min内完成饱和吸氢量的90%;材料的放氢性能则在球磨4 h后已经基本保持不变,0.1MPa下初始放氢温度为310℃,在350℃、0.1MPa下材料可在500s内释放饱和储氢量的80%.     

镁基固态储氢材料研究进展

 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。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH₂的热分解放氢焓值高（75 kJ/mol H₂）,造成其放氢温度较高、动力学差; MgH₂的水解过程中,由于常温水解产物Mg（OH）₂逐渐包裹在MgH₂表面,阻隔了MgH₂与水的接触,从而导致水解产氢效率较低。近年来,大量研究工作聚焦于改善MgH₂的热解/水解供氢性能及实际应用,已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发,总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响,重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系,并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展,将实现氢气的高安全、高效及大规模储运,助力中国氢能产业的发展。     

微晶碳在镁基复合储氢材料中的作用

为了提高金属镁的放氢动力学性能,将无烟煤经脱灰并碳化后制得的微晶碳添加到镁粉中,用氢气反应球磨法一步制得高性能镁碳复合储氢材料。用X射线衍射和红外光谱对微晶碳的结构进行了表征,用透射电镜、引射线能谱、粉末X射线衍射对储氢材料的结构进行了测试,用差示扫描量热分析和P—C-T分析对材料的储氢性能进行了研究。结果表明,微晶碳具有类石墨晶体结构,对镁有良好的助磨作用,并与镁有协同吸氢和放氢作用。镁粉中添加40％微晶碳,球磨2h的粒度即可达到30-50nm,储氢材料的初始放氢温度可低至227.4℃,储氢密度可达6.7％。     

镁基储氢材料的研究

总结近几年来镁基储氢材料的研究发展概况，重点综述元素取代、复合处理、表面改性及机械合金化等方法对镁基储氢材料性能的影响，探讨镁基储氢材料研究中存在的问题以及今后研究的重点。     

镁合金材料的研究进展与发展趋势

比较系统地综述了镁合金材料的研究开发概况、熔炼技术与铸造成型技术，分析了几种新型镁合金材料存在的主要问题，并指出了超塑性镁基合金、镁基大块非晶、镁基复合材料以及镁基贮氢材料是开发镁合金材料潜在性能的发展趋势。     

纳米限域镁基储氢材料研究进展:小综述

氢气因其高热值、来源丰富而被认为是一种理想的清洁能源。然而,要想以一种高密度、廉价和安全的方式储存氢是氢能蓬勃发展的主要限制。镁基储氢材料具有储氢容量大（7.6wt%）、性能好、成本低等优点,被认为是一种很有前途的固态储氢材料。但目前仍需要克服高热力学稳定性和缓慢动力学上的障碍。解决这些问题的方法大致分为添加催化剂和控制颗粒尺寸两种。而许多研究都表明镁颗粒可以很容易地进入到支撑模板的孔隙中,在这个过程中由于模板孔隙限制的原因可以有效的限制颗粒聚集从而达到控制材料尺寸的效果,这种方法我们把它称为纳米限域。本文综述了纳米限域对镁基储氢性能学的影响,总结了通过不同种类的限域材料原位氢化或熔融法等方式达到限域目的的研究,减低颗粒尺寸的同时可以显著改善储氢动力学性能。这项工作为利用纳米限域法设计高性能镁基材料的提供了应用前景。     

储氢材料的研究进展

氢能因具有来源广泛、高效、可持续和环境友好等众多优点而受到广泛的关注.氢气储存,特别是高性能储氢材料的开发是实现氢能实际应用的关键技术问题.高性能储氢材料的研发成为发展氢能技术的重要环节.本文综述了固态储氢材料和液态储氢材料的研究进展,分析并对比了各类储氢材料的优缺点,指出了储氢材料的研究现状及面临的关键技术问题,并展望了储氢材料的应用前景和发展趋势.     

Mg2Ni型镁基储氢合金研究新进展

镁基储氢合金因其具有较高的储氢容量、资源丰富和良好的吸放氢平台而被认为是最具应用价值的金属储氢材料之一.综述了镁基储氢材料尤其是Mg2Ni型镁基储氢合金材料实验和理论研究的新进展,讨论了现有的镁基储氢合金材料的优缺点,同时也提出一些尚需深入研究的问题.     

Preface from Guest Editors Hydrogen Storage Materials

正Hydrogen is a clean,pollution-free energy carrier offering benefits of high volumetric and gravimetric densities of energy storage,when stored in hydrides.The growing world-wide use of renewable energy in combination with the well commercially developed technologies of water splitting and unlimited resources of water in the hydrosphere,creates a backbone for the growth of hydrogen     

有机温差电材料研究的最新进展

随着能源与环境问题的日益突出,作为代替能源——温差电技术也受到越来越多的瞩目.与无机材料相比较,有机导电性高分子有着很多特性,比如低密度,低成本,低热导率,易合成,多样的加工性,资源丰富,很有发展空间.介绍温差电的基本原理后,以笔者早期的研究工作为主综述有机温差电材料的研究进展.     

液晶全息存储材料研究的进展

综述了液晶全息存储材料的分类和近年来液晶全息存储材料的发展状况，认为液晶全息存储材料在全息存储领域将有巨大的应用前景．     

氟碳材料的阳离子储能进展

相比于常规插嵌机理储能,氟碳材料的转化机理储能不受材料自身结构和空间的限制,因此其电化学储能性能更加优异,理论比容量大幅度提高,有巨大潜力替代以插嵌机理为主的材料成为下一代阳离子存储的主要材料之一。本文综述了近年来离子储能材料的背景和发展现状,归纳了氟碳材料用于碱金属阳离子储能的研究进展,汇总了氟碳材料的制备工艺,最后总结了氟碳材料作为电极材料的性能优缺点并提出了相关的改进方案,探讨了氟碳材料阳离子储能的可能发展方向。     

Mn-基超级电容电极材料的研究进展

随着世界经济的快速发展,伴随着化石能源的消耗和严重的环境污染问题出现,积极开发和利用可替代再生清洁能源和能源储存元件显得极为重要.超级电容器,具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、温度特性好、绿色环保等特点被视为最具有潜在实际应用前景的储能装置之一,近年来受到广泛关注.在超级电容器电极材料研究中,由于Mn的氧化态最多,其中大多数Mn-基材料具有特殊的隧道结构,有利于进行氧化还原反应,因此具有非常高的理论电容量,使得Mn-基材料成为极具潜力的储能电极材料.近十年来,人们对Mn-基电极材料进行了深入的研究,并取得突破性的进展.电极的比电容与活性物质的负载质量以及形貌之间存在着及其密切的关系,对Mn-基电极材料的研究集中在物种的结构设计和控制Mn-基物种的形貌来暴露更多的活性位点,在不限制负载质量的情况下,缩小实际电容和理论电容之间的差距.虽然Mn-基材料有诸多优点且最近几年的研究也取得极大的突破,但Mn-基材料本身电导性较差,现有设计的结构还不够优化,结构所暴露的氧化还原活性位点数量不够丰富,其呈现的电化学性能仍远未达到理论容量,亦未能满足实际应用的需要.最近已有关于碳材料复合、形貌及结构改性和合成方法优化等方面对MnO_2-基电容器进行综述的报道,但没有不同Mn-基材料电容器相关的综述报道,本文分别从Mn-基材料的储能机理、晶体结构、改性方法以及不同活性物种MnO_2、MnO、Mn_3O_4、Mn(OH)_2和其他Mn-基材料的优缺点等方面进行综述,并提出进一步改进材料电化学性能的方向.     

雾化喷射沉积成形材料制备技术的新进展

雾化喷射沉积成形是一种新型的近终型坯件制备技术，可用于不同合金，该技术已经开始进入工业化应用阶段，它具有快速凝固一次成形的优点，为新材料的研究与发展提供了有力的工具，受到世界各国的重视，本文对喷射沉积成形技术的发展现状及其在材料科学研究中的应用情况进行了综合评述。