[发明专利]一种镁基储氢合金复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种镁基储氢合金复合材料及其制备方法和应用，所述镁基储氢合金复合材料是LaNi_5‑YX_Y和MgH₂的复合材料，其中，X为Fe、Co、Al和Cu的一种或多种，Y＝0～0.7且Y不为0。其制备方法包括：1)按照LaNi_5‑YX_Y的化学计量比，将金属原料La、Ni和X进行熔炼，得到块状合金LaNi_5‑YX_Y；2)将块状合金LaNi_5‑YX_Y粉碎，得到粉状LaNi_5‑YX_Y；3)将粉状LaNi_5‑YX_Y洗涤、干燥，得到LaNi_5‑YX_Y颗粒；4)将LaNi_5‑YX_Y颗粒与MgH₂混合后球磨，得到镁基储氢合金复合材料。解决了现有储氢材料无法在温和条件下吸放氢、循环性能差等问题。

技术领域

本发明属于固态储氢技术领域，具体涉及到一种高密度镁基储氢合金复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

能源问题一直备受重视，随着能源需求指数增长，化石时代的局限性日益显著。为实现能源供应的脱碳，从化石燃料向清洁和可持续能源系统过渡已成为一项迫在眉睫的任务。氢能具有来源广泛、高效清洁、能量密度高等突出优势，受到了广泛关注，而氢能的利用依赖于性能优越、安全等级高的储氢材料的开发应用。镁基合金因其高储氢容量(7.6wt.％)、镁资源丰富、成本低等优点，被认为是最有前途的轻质储氢系统之一。然而，镁/氢化镁体系具有较高的动力学壁垒，纯MgH₂吸氢需在高温高压条件下进行，放氢甚至要高达400℃。因此，众多学者为实现氢化镁在温和条件下完成吸放氢过程采取了多种手段。掺杂催化剂、合金化和纳米化等方式虽在一定程度上改善了体系的储氢性能，但由于循环反应过程中材料颗粒存在团聚现象，使储氢性能逐渐减弱。通过催化改性的方法，如添加过渡金属及化合物，改性效果非常有限。因此，开发吸放氢条件温和、循环稳定性好的复合储氢材料至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁基储氢合金复合材料及其制备方法和应用，解决了现有储氢材料无法在温和条件下吸放氢、循环性能差等问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种镁基储氢合金复合材料，其是LaNi_5-YX_Y和MgH₂的复合材料，其中，X为Fe、Co、Al和Cu的一种或多种，Y＝0～0.7且Y不为0。

优选的，MgH₂与LaNi_5-YX_Y的质量比为(3～10)：1。

所述的镁基储氢合金复合材料的制备方法，包括：

1)按照LaNi_5-YX_Y的化学计量比，将金属原料La、Ni和X进行熔炼，得到块状合金LaNi_5-YX_Y；

2)将块状合金LaNi_5-YX_Y粉碎，得到粉状LaNi_5-YX_Y；

3)将粉状LaNi_5-YX_Y洗涤、干燥，得到LaNi_5-YX_Y颗粒；

4)将LaNi_5-YX_Y颗粒与MgH₂混合后球磨，得到镁基储氢合金复合材料。