LiAlH4/LiNH2+Ti/TiF3复合物的储氢性能

为改善LiAlH4和LiNH2的储氢性能,将两者混合球磨制备LiAlH4/LiNH2复合体系,并添加TiF3和Ti作为复合体系催化剂。采用DSC、TG、XRD和储氢特性测定等手段研究催化剂TiF3和Ti对LiAlH4/LiNH2复合体系储氢性能的影响。结果表明：添加Ti和TiF3可显著改善Li-Al-N-H储氢体系的放氢动力学性能、提高放氢总量和降低体系的放氢温度。添加5%（摩尔分数,下同）TiF3催化剂后,LiAlH4/LiNH2复合体系球磨过程放氢量由1.27%（质量分数,下同）增加到1.69%,总放氢量由5.95%增加到6.85%。起始放氢温度由150 ℃降低到75 ℃。     

LiAlH4作为储氢合金的研究现状

综述了国内外对配位氢化物LiAlH4储氢合金的研究现状。对配位氢化物LiAlH4储氢合金的晶体结构、动力学和热力学及其储氢性能改善的研究进行了详细介绍,并对目前LiAlH4储氢合金研究中存在的一些主要问题进行了概述。     

LiBH4／Mg复合氢化物的储氢性能研究

通过球磨LiBHdMg，使得镁的吸放氢性能得到明显改善。活化结果显示，在氩气气氛下，球磨1h的LiBHdMg混合物经250℃，60min处理后的吸氢量可以达到6．7％（质量分数，下同）。200℃，80min处理后的吸氢量可以达到3．0％。而纯镁粉在相同条件下几乎不吸氢。PCT结果显示，LiBH4也明显改善镁氢化后的放氢性能。     

LaCl3和Ti对氢化铝钠（NaAlH4）和氢化铝锂（LiAlH4）储氢性能的影响

通过PCT(pressure-content-temperature)设备研究催化剂Ti和 LaCl3对NaAlH4和LiAlH4储氢性能的影响.NaAlH4和LiAlH4掺杂LaCl3比掺杂Ti的放氢性能有明显提高.在吸氢性能的研究中发现,在第1个吸氢循环中,掺杂3 mol% LaCl3的NaAlH4试样的放氢温度明显降低.此外,LaCl3的摩尔含量对NaAlH4的放氢性能的影响是非常明显的.研究结果显示,随着LaCl3含量的增加,NaAlH4的放氢量和放氢速率显示出相同的变化趋势,即先增加后减少.其中掺杂3 mol% LaCl3的NaAlH4试样的放氢量最大并且放氢动力学性能最好,其激活能为41.6 kJ/mol,这个值低于所报道的掺杂Ti的NaAlH4的激活能.     

Mg/ZrNiV复合储氢材料工艺与性能的研究

采用机械合金化方法合成了4种不同工艺制备的Mg 10%ZrNiV复合储氢材料。研究表明,先球磨制备非晶Zr25Ni37.5V37.5,然后再与Mg粉球磨复合的工艺最好。材料能够获得更多的活性比表面,复合程度最好,表现出较好的低温吸氢性能,室温吸氢1.02wt%,200℃吸氢量达到3.82wt%。利用气相色谱分析放氢过程表明,在200℃时,Mg与ZrNiV的协同吸氢效应最好。     

Mg-Nb及Mg-Nb2O5复合储氢材料粉体的制备及其性能

采用直流电弧等离子体法结合原位钝化法制备Mg-Nb和 Mg-Nb2O5复合储氢材料超细粉体,并利用ICP、XRD、TEM、P-C-T、TG-DTA等测试手段研究对比粉体的成分、相组成、微观形貌、颗粒粒径和吸放氢性能。ICP分析显示Mg-Nb粉中Nb含量高于Mg-Nb2O5粉,但均低于初始含量。XRD和TEM皆在Mg-Nb粉中发现MgNb2O3.67相,而Mg-Nb2O5中有NbO2.46新相生成。Mg-Nb粉的P-C-T曲线吸放氢平台更平坦,滞后更小;计算出Mg-Nb粉的氢化生成焓为–73.33 kJ/mol H2,低于Mg-Nb2O5粉的–82.45 kJ/mol H2。氢化后粉体的TG-DTA分析,Mg-Nb粉的放氢峰更尖锐,放氢速度更快。Mg-Nb粉体更佳的热力学和动力学性能证明钝化引入的氧化物MgNb2O3.67起到了催化作用,而Mg-Nb2O5中的NbO2.46由于含量少、分布不均匀等原因催化效果差。以上结果证明经过钝化获得氧化物的催化效果好于直接电弧蒸发     

Ce基催化剂对2LiBH4/MgH2放氢性能的影响

采用球磨方法制备了2LiBH4/MgH2复合储氢材料体系,用XRD、FTIR和储氢性能测试手段等对复合体系结构和储氢性能进行表征,研究了不同Ce基催化剂对复合体系放氢性能的影响,分析了催化剂的催化机理。结果表明:2LiBH4/MgH2复合物加热过程为明显的两步放氢,第1步主要发生MgH2的分解放氢;第2步为第1步生成的Mg与LiBH4发生放氢反应;添加Ce和CeF3都能提高2LiBH4/MgH2体系的放氢性能。Ce主要改善体系第2步放氢特性,CeF3对体系两步放氢反应均产生显著效果。添加5mol%CeF3使2LiBH4/MgH2体系起始放氢温度降低约100℃,体系最大放氢量达到10.6%(质量分数,下同);F-取代部分H-形成LiBH1-xFx,改善了LiBH4的分解特性,从而显著改善了2LiBH4/MgH2体系的放氢性能。     

镁基材料中储氢相及其界面与储氢性能的调控

镁基储氢材料因储氢密度高、资源丰富、环境友好等优点而备受关注,但其存在吸/放氢温度过高、反应动力学缓慢和循环稳定性差等缺点,阻碍了其大规模产业化进程。尽管镁基储氢材料在新合金体系开发、纳米调控、催化修饰、多相复合等方面取得了巨大进展,但如何获取兼具吸/放氢容量高、温度适中、反应速率快及寿命长等优良性能的镁基储氢材料仍是一个挑战。本文较为系统地总结了镁基材料中储氢相及其界面的种类,论述了其微观组织/界面特征的调控策略和方法。重点探讨了储氢相组成、微观结构及其表/界面结构调控效果对提升储氢热力学与动力学性能的影响规律与作用机制,展望了通过调控储氢相及其界面来设计镁基储氢材料的前景和发展方向。     

低温球磨制备镁基储氢材料及其性能研究

用液氮低温球磨技术制备Mg-8 mol%LaNi0.5储氢材料.采用XRD和SEM研究材料的相结构和表面形貌,采用激光法测定粒度分布,采用PCT设备研究材料的储氢性能.结果表明:经过10 h球磨后,该材料有少量合金相生成:材料平均粒度为10um左右;材料具有平坦的吸放氢平台,吸氢量在573 K时为2.33%(质量分数);在4.0 MPa氢压和523～653 K条件下,3～5 min内完成饱和吸氢量的80%以上.低温球磨制备的材料活化性能好,不需活化,平台性能好,动力学性能得到改善.     

储氢材料性能测试装置设计及应用

通过对储氢材料储氢过程特点的分析，自行设计安装了一套测量储氢材料储氢性能的装置。利用该装置在恒容条件测试具有不同初始氢气压力的吸氢动力学曲线，以双排水法测试放氢动力学曲线，并可通过合适的步骤，测得储氢材料的PCT曲线。用该装置对机械球磨获得的镁基储氢材料(Mg-Ni-MnO2)进行储氢性能测试。结果表明：该测试装置设计合理，测试过程可靠；由机械球磨获得的镁基储氢材料的吸放氢动力学性能优异，其PCT曲线表明其吸放氢的滞后性小，在吸放氢循环过程中能量损失小。     

Study on Hydrogen Release Capacity of LiAlH4 Doped with CeO2

通过PCT设备和SEM分析方法主要分析了CeO2对LiAlH4放氢性能的影响。结果显示,掺杂CeO2明显缩短了LiAlH4的氢分解时间。在所有的试样中,掺杂2 mol%CeO2的试样开始放氢时间最早。有关放氢量的研究发现,掺杂1 mol%CeO2的试样具有最大的放氢量。并且随着掺杂量从1 mol%到5 mol%增加,试样的总放氢量表现出一个下降趋势。进一步有关微观结构的研究发现,掺杂CeO2没有引起LiAlH4微观结构的变化,所有的试样都显示出一种絮状结构。     

Effect of F-1 on the Hydrogen Release Properties of NaAlH4 and LiAlH4

使用PCT设备分析了NaF和LiF对NaAlH4和LiAlH4放氢性能的影响。结果显示,除了掺杂0.5 mol%,4 mol%NaF的试样外,掺杂NaF明显提高了NaAlH4的放氢量。此外,掺杂NaF还增加了NaAlH4第1阶段的放氢速率。在所有的掺杂NaF的试样中,掺杂1 mol%NaF的试样的放氢量是最大的,并且放氢速率也是最快的。相比之下,掺杂LiF使得LiAlH4的放氢量明显降低了。     

Influences of Y2O3 Doping on Hydrogen Release Property of LiAlH4

主要通过PCT设备研究了掺杂Y2O3的LiAlH4试样的放氢性能。结果显示,随着Y2O3掺杂量的增加,LiAlH4的放氢量增加,然而,当掺杂量达到某一值时,LiAlH4的放氢量随着掺杂量的增加而降低。和LiAlH4原样相比,掺杂Y2O3的试样初始放氢时间提前。此外,关于Y2O3对LiAlH4放氢速率影响的研究还发现,所有掺杂试样的放氢速率都比未掺杂原样的放氢速率快。并且所有掺杂试样的放氢速率的变化趋势都是相似的,即:随着时间的延长,放氢速率快速增大之后逐步降低。     

不同催化剂对氢化铝锂(LiAlH4)可逆性能的影响

通过PCT(Pressure-Content-Temperature)设备研究了不同催化剂Ti、Ni、Fe、Ce(SO4)2 和 LaCl3对LiAlH4可逆储氢性能的影响.结果表明掺杂明显降低了试样的放氢速率,此外除了LaCl3,其他的掺杂还降低了试样的放氢温度,试样的放氢量也明显地下降了.掺杂1 mol% Ni, 1 mol% Ti, 1 mol% Ce(SO4)2 和 1 mol%LaCl3的LiAlH4可逆吸氢的研究发现,在180 ℃和 8 Mpa氢压的条件下,掺杂1 mol% Ni的试样表现出了最好的吸氢性能,其吸氢量达到了0.97%(质量分数).     

LiBH4/Li3AlH6复合物的放氢性能与机理

采用机械球磨法制备LiBH4/Li3AlH6复合体系,通过TG/DSC/MS、XRD等方法对其储氢性能及机理进行研究,并对其放氢反应激活能进行计算。结果表明,LiBH4-Li3AlH6复合体系从室温加热到500℃条件下发生3步放氢反应:首先,Li3AlH6分解生成Al并放出氢;然后部分生成的Al与LiBH4发生反应放出氢气;最后,剩余的Al与LiH反应放出氢气。复合体系总的放氢量达到8.5%(质量分数,下同),完全放氢后的复合物在8MPa和400℃条件下最大吸氢量达到4.9%。并对LiBH4-Li3AlH6复合体系放氢过程机理进行了分析。