[发明专利]镁基储氢材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种镁基储氢材料的制备方法，其包括如下步骤：将氢化镁和一种或几种金属单质混匀后，在惰性气氛中常压球磨，得到混合粉末；将所述混合粉末进行压制成片状样品后，在250～450℃下进行放氢，得到所述镁基储氢材料，其中，所述金属单质选自镍、钴、铜和钛中的至少一种。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明提供的二元或多元镁基储氢材料纯度高，吸放氢性能优异，例如MgH₂和Co按照摩尔比为2:1的比例混合后制备的二元镁基储氢材料在365℃条件下，吸氢量可达4.5wt％。

技术领域

本发明涉及一种镁基储氢材料的制备方法，属于储氢材料技术领域。

背景技术

能源是推动人类历史发展的重要动力之一。从最早的化石能源煤炭、石油、天然气，到后来的蒸汽能、电能，乃至近代的太阳能、风能、水能和核能等均为人类文明发展做出了不可估量的贡献。但是，一方面化石燃料的储量有限，人类将面临着前所未有的“能源危机”。另一方面，化石燃料燃烧导致的温室效应和气候变暖，严重影响了人类的可持续发展。因此开发以氢能为代表的新能源势在必行。

镁基储氢材料的研究最早开始于美国布鲁克海文国家实验室，在1968年首先以镁和镍混合熔炼而成Mg₂Ni合金.后来出现了机械合金化的制备方法，掀起了大规模研究镁基储氢材料的高潮。然而镁基储氢材料利用中的两大难点在于，镁基合金氢化物的实际放氢温度要求较高，并且活化困难。此外，镁基储氢合金的吸放氢动力学性能差，需要提供高温热源。

然而传统的机械合金化法有一定的缺陷，表现在其对操作过程的要求非常严格，须杜绝Fe和O等杂质的引入，否则会在球磨过程中在材料的表面形成MgO层，使得材料难以活化。而且Mg的活性高，杂质的引入会产生其他难以预期的结果。并且由于Mg的塑性好，使得材料容易在球磨过程中于球磨罐低部板结，导致过程中必须及时处理结块，再继续进行球磨，增加了操作过程的难度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种镁基储氢材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种镁基储氢材料的制备方法，其包括如下步骤：

将氢化镁和金属单质混匀后，在惰性气氛中常压球磨，得到混合粉末；

将所述混合粉末进行压制成片状样品后，在真空条件下加热，发生放氢反应，得到所述镁基储氢材料，其中，所述金属单质选自镍、钴、铜和钛中的至少一种。

作为优选方案，所述加热的温度为250～450℃。

作为优选方案，所述氢化镁和金属单质的摩尔比为2:1。

作为优选方案，所述金属单质为钴。

作为优选方案，所述球磨的转速为200～500rpm，球磨时间为2～10h。

作为优选方案，所述压制的压力为10～300MPa。

作为优选方案，所述片状样品的直径与厚度之比不低于5:1。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的二元或多元镁基储氢材料纯度高，吸放氢性能优异，例如MgH₂和Co按照摩尔比为2:1的比例混合后制备的二元镁基储氢材料在365℃条件下，吸氢量可达4.5wt％。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中实施例1制备的Mg₂Ni的恒温和平衡条件下氢气压强与材料的含氢量之间的关系曲线(PCT)；